Сопротивление нулевой последовательности линий электропередачи

Одноцепная линия. Сопротивление нулевой последовательности трехфазной воздушной линии складывается из собственного сопротивления фазы _пог.с и двух взаимных сопротивлений (остальных фаз) _{пог вз1} и _{пог вз2}.:

Векторы токов (и потоков) нулевой последовательности всех фаз совпадают по направлению. Приближенно считая, что проводники трехфазной линии расположены в вершинах равностороннего треугольника или выполнен полный цикл транспозиции проводов, запишем:

где r _cp= - средний геометрический радиус системы трех проводов.

С физической точки зрения между сопротивлениями прямой ₁ и нулевой ₀ последовательностей линии имеется глубокое различие. Для токов нулевой последовательности потоки взаимоиндукции увеличивают поток линии и пропорциональное ему сопротивление; для токов прямой (обратной) последовательности потоки взаимоиндукции оказывают размагничивающее действие, что приводит к уменьшению сопротивления. Таким образом, ₀ линии всегда оказывается большим ₁( ₂).

Двухцепная линия. Для двухцепной воздушной линии ₀ каждой цепи дополнительно увеличивается вследствие взаимоиндукции от проводов второй параллельной линии (КЗ предполагается за пределами линии или на одном из ее концов).

Так как векторы токов (и потоков) нулевой последовательности обоих цепей совпадают по направлению, то сопротивление линии определяется по формуле:

где - сопротивление, обусловленное потоками от проводов соседней линии.

Очевидно, что:

где - среднее геометрическое расстояние между параллельными цепями. Тогда, предполагая, что линии идентичны получим:

Таким образом, наличие второй цепи приводит к увеличению сопроивления линии токам нулевой последовательности. Если линии находятся друг от друга на расстоянии более 400-500 м, то их взаимным влиянием можно пренебречь.

Если КЗ на землю происходит на одной из линий (рис.2.3,а, где - доля длины линии до места КЗ), то следует воспользоваться схемой замещения, приведенной на рис.2.3,б. Здесь _iI-II0-

сопротивление взаимоиндукции, ₀ - сопротивление нулевой последовательности для одной трехфазной линии без учета второй, .

Рис.2.3

Рассмотрим влияние грозозащитных тросов, предназначенных для защиты от попаданий молнии, на сопротивление нулевой последовательности линии. Тросы подвешиваются на опорах линии на изоляторах и разрезаются на ряд участков. С одного конца участка тросы заземляют, а с другого - оставляют искровой промежуток, который пробивается при перенапряжениях. При этом тросы не оказывают влияния на сопротивление нулевой последовательности линии.

Однако в электрических сетях находятся в эксплуатации и линии старой конструкции, в которых тросы заземлялись на каждой опоре вместе с мачтой. При этом ток нулевой последовательности возвращается к месту повреждения по земле и грозозащитному тросу. Поток взаимоиндукции оказывает размагничивающее действие, что приводит к уменьшению сопротивления линии. Степень размагничивания зависит от проводимости троса. Стальные тросы оказывают меньшее влияние по сравнению с алюминиевыми.

Приближенно определить сопротивление линии токам нулевой последовательности можно, используя приложение 9.

Кабельная линия. Так как кабели прокладываются на небольшой глубине (обычно около 1 м) подземную цепь провод-земля можно рассматривать как воздушную однопроводную линию. Следовательно, если бы трехжильный кабель не обладал проводящей оболочкой, то его сопротивление нулевой последовательности можно было бы определить так же, как и трехфазной воздушной линии, подставив в приведенные выше формулы средний геометрический радиус его жил.

Оболочка кабеля заземляется по его концам и на муфтах, образуя для токов нулевой последовательности путь параллельный земле. В этом отно­шении заземленная оболочка кабеля аналогична заземленному тросу воздушной линии. При замыкании токоведущей жилы на оболочку часть тока нулевой последовательности возвращается по оболочке, другая - по земле. Распределение токов между оболочкой и землей зависит от сопротивления оболочки и сопротивления ее заземления. Так как оболочка кабеля охватывает все его жилы, то магнитный поток от тока оболочки полностью сцеплен с жилами, т.е. не обладает потоками рассеяния. Следовательно, если пренебречь активным сопротивлением оболочки, то независимо от сопротивлений ее заземления токи нулевой последовательности будут возвращаться только по оболочке. Поэтому реактивная составляющая сопротивления нулевой последовательности ₀ = (3,5 - 4,5), ₁ (при отсутствии данных можно приближенно принять ₁=0,07 Ом/км). Истинные значения параметров нулевой последовательности кабелей можно получить только с помощью экспериментальных испытаний.

Поиск по сайту: