Сопротивления машин и аппаратов токам обратной и нулевой последовательностей

Все сопротивления, которыми характеризовались элементы схемы замещения при трехфазных КЗ (и в установившемся нормальном режиме), являются сопротивлениями для токов прямой последовательности, так как ток трехфазного КЗ является только током прямой последовательности.

Для элементов с неподвижными магнитосвязанными цепями (системы, (авто) трансформаторы, реакторы, воздушные линии, кабели) сопротивления прямой и обратной последовательностей равны между собой, так как не зависят от порядка следования фаз.

Для элементов с подвижными друг относительно друга магнитосвязанными цепями (синхронные и асинхронные машины) сопротивления прямой и обратной последовательностей, в общем случае, различны.

У синхронных машин магнитный поток, созданный токами обратной последовательности, вращается в обратную по отношению к ротору сторону, т.е. вращается относительно ротора с двойной синхронной скоростью. Поэтому в обмотке возбуждения и демпферных контурах наводятся токи двойной частоты. Поток статора вытесняется из ротора, поэтому сопротивление обмотки статора определяется, в основном, потоками рассеяния статора.

Сопротивление синхронной машины с демпферными контурами турбогенератора токам обратной последовательности, без учета высших гармонических, с достаточной для практики точностью определяется как средняя величина между сопротивлениями по продольной и поперечной осям /2, без демпферных обмоток . Приближенно можно считать: для машин с демпферными контурами х₂ = 1.22 , для машин без демпферных контуров х₂ = l,45x"_d.. В практических расчетах обычно при­ближенно считают х₂ ~ x"_d. Это не приводит к большим погрешностям, так как в комплексную схему замещения, кроме сопротивлений обратной последовательности входят сопротивления прямой последовательности, а если повреждение происходит не на выводах генераторов, то и внешние по отношению к генератору сопротивления.

В асинхронных двигателях протекают процессы подобные процессам в синхронных машинах с демпферными обмотками. Сопротивление обратной последовательности (ротор симметричный) . Для обобщенной нагрузки сопротивление обратной последовательности также равно сопротивлению прямой последовательности . Необходимо отметить, что сопротивления обратной последовательности электрических машин и обобщенной нагрузки в течение переходного процесса постоянны и равны начальному значению.

Генераторы и электрические двигатели обычно работают с незаземленными нейтралями и поэтому не входят в схему замещения нулевой последовательности.

В отличие от генератора, система имеет заземленные нейтрали, поэтому всегда входит в схему замещения нулевой последовательности. Сопротивление системы токам нулевой последовательности всегда превышает сопротивление системы токам прямой последовательности (трехфазного КЗ) и задается в исходных данных.

Схема замещения и сопротивление нулевой последовательности ₀ (авто)трансформатора зависят от схемы соединения обмоток и конструкции его магнитопровода. Прежде всего, необходимо отметить, что ₀ со стороны обмотки (авто) трансформатора, соединенной в треугольник или звезду без заземленной нейтрали, так как приложенное напряжение нулевой последовательности не может вызвать ток в обмотке трансформатора независимо от схемы соединения остальных обмоток. Следовательно, (авто)трансформатор может включаться в схему замещения нулевой последовательности при наличии электрической связи обмотки, соединенной в звезду с заземленной нейтралью. Схемы соединения обмоток трансформаторов и их схемы замещения нулевой последовательности двухобмоточных трансформаторов приведены на рис.2.2.

Рис.2.2

При соединении обмоток трансформатора по схеме рис.2.2,а ток нулевой последовательности протекает по обмотке, соединенную в звезду, трансформируется в обмотку, соединенную в треугольник, и там циркулирует, не попадая в дальнейшую часть схемы. На схеме замещения это отражается закорачиванием обмотки, соединенной в треугольник, на землю. Вся сеть, включенная за треугольником, не входит в схему замещения, независимо от того имеются ли там обмотки с заземленными нейтралями.

При соединении обмоток схема замещения обеспечивает проведение тока нулевой последовательности, если в схеме имеются элементы с заземленной нейтралью (рис. 2.2,б). Если последнее условие не выполняется, то его схема замещения такая же, как и при соединении обмоток (рис. 2.2,в).

На основе приведенных схем замещения двухобмоточных трансформаторов составляются схемы замещения трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов. Необходимо при этом отметить, что у автотрансформаторов нейтраль всегда заземлена, а у части трансформаторов напряжением 110 кВ она может не заземляться (для снижения токов однофазного КЗ).

Если в нейтраль трансформатора включено сопротивление (реактор) для ограничения токов однофазного КЗ, то через него протекает ток 3 I ₀. В схеме замещения нулевой последовательности это учитывается увеличением втрое сопротивления в нейтрали трансформатора.

Величина сопротивления ветви намагничивания () зависит от конструкции магнитопроводов трансформаторов. Для трансформаторной группы, составленной из однофазных трансформаторов, а также дня четырехстержневых и броневых трансформаторов имеется путь для магнитного потока с малым магнитным сопротивлением, а так как для любого устройства и физической среды = const, поэтому электрическое сопротивление . У трехстержневого трансформатора путь для замыкания магнитного потока проходит через масло трансформатора, кожух трансформатора, изоляцию. В этом случае магнитное сопротивление для потока оказывается большим, а электрическое сопротивление ветви намагничивание составляет порядка .

Для приведенных выше схем трансформаторов сопротивления имеют следующие значения:

- для всех типов и конструкций при соединении обмоток по схеме:

- для трехфазных групп из однофазных трансформаторов, броневых и четырехстержневых:

• при соединении обмоток:

• при соединении обмоток ₀= ₁= ₁+ _II.

- для трехфазных трехстержневых трансформаторов:

• при соединении обмоток: ₀= ₁+

• при соединении обмоток следует использовать полную схему замещения с учетом .

Сопротивление реактора главным образом определяется собственной индуктивностью каждой фазы (взаимоиндукция между фазами относительно мала), поэтому ₀= ₂= ₁.

Поиск по сайту: