Преобразовательные агрегаты, реакторы

где - постоянные времени изменения токов в цепях системы и генераторов, определяемые по таблице 1.1, с.
В том случае, если , тепловой импульс тока КЗ допускается определять по выражению [2]
((1.18)
Если же , то тепловой импульс тока КЗ можно рассчитывать по формуле
(1.19)
При КЗ вблизи группы электродвигателей все электродвигатели заменяются эквивалентным электродвигателем, а все источники объединяются в эквивалентный источник, который является системой по отношению к эквивалентному электродвигателю. Для определения суммарного теплового импульса тока КЗ с учетом электродвигателей рекомендуется [2] пользоваться выражениями (1.16) - (1.19), в которых необходимо заменить и соответственно на и эквивалентного электродвигателя.
Согласно [1, 6] группа электродвигателей заменяется эквивалентным электродвигателем со следующими параметрами: постоянная времени периодической составляющей тока ; постоянная времени апериодической составляющей тока коэффициент полезного действия , коэффициент мощности , кратность пускового тока .
Начальный периодический ток эквивалентного электродвигателя определяется по выражению
(1.20)
Относительный тепловой импульс тока КЗ и относительный токовый импульс от эквивалентного электродвигателя определяются по [2] или кривым, приведенным на рисунках 1.2 и 1.3.

а б
Рисунок 1.2-Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ и относительного токового импульса от синхронного электродвигателя

Допустимое значение теплового импульса для коммутационных аппаратов зависит не только от указанного заводом-изготовителем нормированного тока термической стойкости , но и от соотношения между расчетной продолжительностью тока КЗ и допустимым временем термической стойкости [2].
Если в этом случае допустимое значение теплового импульса равно
. (1.21)
В том случае если , то допустимое значение теплового импульса равно
. (1.22)

а б
Рисунок 1.3-Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ и относительного токового импульса от асинхронного электродвигателя

8.Вопрос №1 Схемы замещения элементов электрических систем. Расчеты режимов питающих и распределительных сетей. Схемы замещения основных элементов ЭС

Как уже было отмечено, перед расчетом переходного режима электрической системы на основе ее принципиальной схемы составляют расчетную схему, которая отличается от принципиальной тем, что на ней в однолинейном изображении показываются только те элементы, по которым возможно протекание аварийных токов или их составляющих.

Схема замещения сложной электрической системы является соединением схем замещения отдельных ее элементов.

Представление основных элементов электрической системы в схемах замещения при расчетах КЗ:

Параметры схем замещения элементов рассчистваются по формулам следующей таблицы:

Расчет питающих и распределительных сетей

Согласно ПУЭ сечения проводников силовой сети напряжением до 1 кВ при числе использования максимума нагрузки в год меньше 4000 выбирают по нагреву или по допустимому току нагрузки.

Известно, что ток, проходя по проводнику, нагревает его. Количество выделенного тепла определяется по закону Джоуля-Ленца . Чем больше ток, тем больше температура нагрева проводника. Чрезмерно высокая температура может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений, а также пожарной опасности. Поэтому ПУЭ устанавливает предельно допустимые температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника.

Ток, длительно протекающий по проводнику, при котором устанавливается наибольшая допустимая температура, называется длительно допустимым током по нагреву .

Значение токов 1ДОП для проводников различных марок и сечений, с учётом температуры окружающей среды и условий прокладки определены расчётно, проверены экспериментально и приведены в справочниках. При этом значения допустимых токов приведены для нормальных условий прокладки ─ температура воздуха + 25 °С, температурой земли + 15 °С и в траншеи проложен один кабель.

Если условия прокладки отличаются от нормальных, то допустимый ток определяется с поправками на температуру и поправкой на количества кабелей проложенных в одной траншее, тогда

.

Сечение жил проводников выбирают по условию , где ─ это максимальный расчётный ток в рассматриваемой линии.

Вопрос №2 Выбор электрических аппаратов и проводников по электродинамической и электротермической стойкости. Выбранные по условиям длительной работы электрические аппараты, изоляторы и проводники следует проверить на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ. Отключающие аппараты, кроме того, проверяют и по отключающей способности относительно токов КЗ. В электрических установках напряжением выше 1000 В согласно ПУЭ по режиму КЗ проверяют электрические аппараты, токопроводы, кабели и другие проводники, опорные и несущие конструкции для них, а также воздушные линии электропередачи при ударном токе КЗ более 50 кА и расстояния между распорками расщепленных проводов. В электрических установках напряжением до 1000 В по режиму КЗ проверяют только распределительные щиты, токопроводы и силовые шкафы. По режиму КЗ при напряжении выше 1000 В согласно ПУЭ не проверяют:
аппараты и проводники, защищенные плавкими вставками независимо от их номинального тока и типа,— по термической стойкости, а на номинальный ток до 60 А,— по электродинамической стойкости;
проводники в цепях к индивидуальным электроприемникам, в том числе к цеховым трансформаторам общей мощностью до 2500 кВ • А и с высшим напряжением до 20 кВ, если соблюдены одновременно условия: в электрической или технологической частях предусмотрена необходимая степень резервирования, повреждение проводника при КЗ не может вызвать взрыва или пожара, возможна замена проводника без значительных затруднений;
трансформаторы тока в цепях до 220 кВ, питающих трансформаторы или реактированные линии, когда выбор трансформаторов тока по условиям КЗ требует такого завышения коэффициентов трансформаций, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности присоединенных измерительных приборов;
провода воздушных линий электропередачи при ударном токе КЗ менее 50 кА, за исключением линий, оборудованных АПВ;
аппараты и шины цепей трансформаторов напряжения при расположении их в отдельной камере или за добавочным резистором.
Согласно ПУЭ расчетным видом КЗ является: для определения электродинамической стойкости аппаратов, жестких шин и опорных изоляторов — трехфазное КЗ; для определения термической стойкости аппаратов и проводников — трехфазное КЗ; на генераторном напряжении электростанций— трехфазное или двухфазное КЗ в зависимости от того, какое из них приводит к большему нагреву; для выбора аппаратов по коммутационной способности в сетях напряжением до 35 кВ — трехфазное КЗ; в сетях напряжением 110 кВ и выше — трехфазное и однофазное, а проверку отключающей способности ведут по более тяжелому режиму с учетом условий восстановления напряжения.
При выборе аппаратов и проводников в цепи реактированной линии необходимо учесть, что выбор шинных разъединителей, выключателей, трансформаторов тока, проходных изоляторов и ошиновки, устанавливаемых до реактора, следует выполнять по значениям токов КЗ за реактором; выбор ошиновки ответвлений от сборных шин до разделяющих полок и проходных изоляторов в разделяющих полках следует выполнять по значениям токов КЗ до реактора; секционные выключатели, включенные последовательно с реакторами, следует рассчитывать на отключение КЗ на участке между выключателем и реактором.
По методике расчета токов КЗ для выбора электрооборудования в расчетах принимают средние значения UK трансформаторов в соответствии с ГОСТ или каталогами (средние ответвления РПН). Учитывая это положение, а также неточности исходной информации и допущения методики расчетов КЗ, запас по токам КЗ при выборе отключающего оборудования целесообразно иметь порядка 15—20 %.
Проверка на электродинамическую стойкость
Электродинамическая стойкость аппаратов в общем случае определяется соотношениями: Iн дин > /п0; /„ дин > /уд, где Iн д|ш — действующее значение периодической составляющей полного тока КЗ; iH дин — мгновенное амплитудное значение полного тока КЗ; /п0 — начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ; /уд — ударный ток КЗ. Выключатели проверяют по обоим условиям, так как для конкретной схемы расчетное значение ударного коэффициента может отличаться от значения £уд=1,8, указанного в ГОСТ для выключателей. Отключающая способность выключателя существенно зависит от амплитуды и скорости восстанавливающегося напряжения. Термическая стойкость аппаратов и проводников определяется условием:
где Iн-тер — номинальный ток термической стойкости — действующее значение незатухающего периодического тока КЗ, которое по данным завода-изготовителя аппарат может выдержать в течение номинального времени термической стойкости; Вк — тепловой импульс тока КЗ (импульс квадратичного тока КЗ), характеризующий количество тепла, выделяющегося в аппарате за время действия тока КЗ

9.Вопрос №1 Расчеты режимов электрических сетей с несколькими ступенями трансформации. В системах электроснабжения реактивная мощность может передаваться от ис- точника до электроприемника через несколько ступеней трансформации напряжения. В таком случае результирующий коэффициент снижения потерь n

kQ рез =å kQi,

i = 0

где kQi - коэффициент снижения потерь на i -й ступени трансформации; п - число последовательных трансформаций напряжения. Питание электропри- емников при различных ступенях трансформации показано на рисунке 2.11.

Если электроприемник питается от шин гене- раторного напряжения, то обычно 0,02 < kQ < 0,04; при питании от электростанций энергосистем воз- можны три или более последовательные трансфор-

мации и значение kQ доходит до 0,15 или даже 0,2. Следовательно, при питании от энергосистем сни- жение реактивных нагрузок дает существенную экономию электроэнергии за счет снижения потерь в системе электроснабжения в целом.

Экономия электроэнергии за счет снижения потерь может достигаться также применением за-

мкнутых электрических сетей, то есть сетей имею-

Рисунок. 2.11. К определению числа ступеней трансформации

щих несколько источников питания, и параллель- ным включением трансформаторов, генераторов и преобразователей; при этом необходимо учитывать

также увеличившиеся суммарные потери холостого хода этих элементов, вследствие

которых подключение

дополнительных параллельных элементов становится целесообразным, как показано в /1/, начиная с некоторой критической нагрузки S2кр. Это нагляд- но иллюстрируется рисунком 2.12 на примере параллельного включения трансформа- торов. Данный случай соответствует двум одинаковым трансформаторам, каждый из которых имеет номинальную мощность Sном.

В связи с тем, что система электроснабжения обычно работает с разными нагруз- ками и при нагрузках ниже критических с целью снижения потерь мощности целесо- образно один из параллельно работающих элементов отключать, неизбежны расходы, связанные с периодическим включением элементов, а именно, расходы на дополни- тельную коммутирующую аппаратуру и ее обслуживание, расходы на производство включений и отключений оперативным персоналом и тому подобное. Задача, следова- тельно, сводится к всестороннему технико-экономическому сравнению режимов рабо- ты многотрансформаторных подстанций или других многоагрегатных энергоустановок

. Вопрос №2 Несимметричные режимы. Метод симметричных составляющих. Метод симметричных составляющих применяется для расчета трехфазных цепей в несимметричных режимах. Несимметричные режимы в энергосис­теме возникают при различных видах коротких замыканий. Расчет токов коротких замыканий – важная инженерная задача в электроэнергетике, которая решается методом симметричных составляющих.
Математически любая несимметричная трехфазная система векторных величин (напряжений, токов и др.) может быть представлена в виде суммы (заменена суммой) из трех симметричных трехфазных систем, а именно:а) системы прямой последовательности с прямым порядком следования фаз A→B→C→A;б) системы обратной последовательности с обратным порядком следования фаз A→C→B→A;в) системы нулевой последовательности, которая состоит из трех равных векторов, совпадающих по фазе. Отдельные симметричные системы векторов, на которые раскладывается несимметричная система, называются симметричными составляющими. Вектора симметричных составляющих индексируются цифрами:1 - для прямой последовательности,2 - для обратной последовательности и 0 – для нуле­вой последовательности.На рис. 1 представлены симметричные составляющие некоторой несимметричной трехфазной системы напряжений U A, U B, U C.
В методе симметричных составляющих для упрощения формы записи уравнений пользуются коэффициентом

(поворотный множитель), умножением на который поворачивают вектор на угол в 120 без изменения его модуля. Свойства поворотного множителя:

, , , .

Вектора исходной несимметричной системы определяются по принципу наложения как геометрические суммы соответствующих векторов симметричных составляющих:

Геометрическое сложение векторов симметричных составляющих согласно этим уравнениям показано на рис. 107.
Используя поворотный множитель “ a ” и “ a 2”, выразим все слагаемые правой части уравнений через симметричные составляющие фазы А:

Умножим все члены уравнения (2) на “ a ”, а все члены уравнения (3) на “ a 2”, сложим все три уравнения почленно и получим:
Из полученного уравнения следует формула для выделения симметричной составляющей прямой последовательности из несимметричной системы векторов:
.
Умножим все члены уравнения (2) на “ a 2”, а все члены уравнения (3) на “ a ”, сложим все три уравнения почленно и получим:
Из полученного уравнения следует формула для выделения симметричной составляющей обратной последовательности из несимметричной системы векторов:
.
Сложим все три уравнения (1), (2) и (3) почленно и получим:
.
Из полученного уравнения следует формула для выделения симметричной составляющей нулевой последовательности из несимметричной системы вектор:
.
Полученные формулы применяются на практике для разложения несимметричных трехфазных систем векторов на симметричные составляющие.

10.Вопрос №1 Простейшие замкнутые сети, методы расчета режимов, регулирование потоков мощности.

РАСЧЕТ ЛИНИИ С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

Рассмотрим методику расчета линий с двусторонним питанием, являющуюся общим случаем расчета простых замкнутых сетей, поскольку, кольцевая сеть легко приводится к схеме двустороннего питания. Схема такой сети для трех нагрузок изображена на рис. 7-4. Здесь s₁,s₂ и s₃ — нагрузки в точках 1, 2 и 3; S₁, S₂, S₃ и S₄ — полные мощности на участках линии; Z_0-1, Z_1-2, Z_2-3 и Z_3-4, l₁, l₂, l₃, и l₄ — соответственно полные сопротивления и длины участков; А и В — источники питания; U_A и U_B — напряжения источников питания.

Рис. 7-4. Схема сети с двусторонним питанием.

Падение линейного напряжения на любом участке линии между нагрузками

где Ii — ток на данном участке; Zi — сопротивление этого участка.

Поскольку

где Ui — сопряженный вектор напряжения в данной точке сети.

Полагая вектор Ui ориентированным по вещественной оси, получим:

где Si и Ui взяты для одной и той же точки участка.

Вектор напряжения U i изменяется вдоль линии по мере удаления от источника питания. Однако, пренебрегая потерями мощности в линии, т. е. исходя из постоянства напряжения вдоль каждого участка и полагая U₁ = U₂ =... = U_N (что для сетей местного значения вполне допустимо), можем на основании второго закона Кирхгофа написать следующее равенство для падений напряжения между точками А и В:

где Uн — номинальное напряжение сети.

Одновременно, пользуясь первым законом Кирхгофа для точек 1, 2, 3 и исходя из принятого допущения об отсутствии потерь мощности в сети, можно составить следующие равенства:

Подставив эти выражения в уравнение (8-1), получим:

Отсюда искомая мощность, выходящая в линию из пункта А, будет

Обозначив сопротивления от пункта В до нагрузок 1, 2, 3 соответственно через Z₁, Z₂ и Z₃, а полное сопротивление линии между пунктами A и В через Z_ab и подставив эти величины в формулу (8-3), получим:

или в общем виде для многих нагрузок:

Аналогичную формулу можно вывести и для нагрузки, идущей из пункта В:

где Z’i — сопротивления от пункта А до каждой нагрузки.

Остальные нагрузки по участкам, зная Zi', легко найти, пользуясь выражениями (8-2), а так как на схеме рис. 7-4 за положительное направление мощностей было условно принято направление от А к В, то часть нагрузок на участках, прилегающих к источнику питания В, получится с отрицательным знаком, что будет указывать на их обратное направление. В некоторой точке окажется, что мощности к ней притекают с двух сторон. В данном случае такой точкой является точка 2. Эта точка называется точкой раздела и обычно обозначается значком 6.

Второй член в выражении (8-4) представляет собой уравнительную мощность, протекающую по линии АВ вследствие разности напряжений между этими пунктами. Эта мощность не зависит от нагрузок линии, так как она будет иметь место и при s₁, s₂, … s_N.

При равенстве напряжений в точках питания или при кольцевой схеме (когда точки А и В совмещены) U_A = U_B. Второй член в правой части равенства (8-4) пропадает, и формула для определения мощности, выходящей из пункта А, принимает вид:

При расчете местных сетей обычно пользуются формулой (8-5), считая напряжения источников питания одинаковыми.

Таким образом, для того чтобы определить мощность, выходящую из одного источника питания, необходимо определить сумму моментов нагрузок относительно другого источника и разделить ее на полное сопротивление всего участка сети с двусторонним питанием.

При одинаковых напряжениях на источниках питания или при расчете кольцевых схем падение напряжения от обоих источников питания до точки раздела одинаково. Поэтому в этой точке сеть может быть условно разрезана и потери напряжения определены для любой из половин как для сети с односторонним питанием.

Чтобы определить с помощью полученных выше формул, как распределяются мощности в линиях с двусторонним питанием, в общем случае подсчет производят в комплексной форме:

В некоторых случаях расчеты можно упростить, перейдя к раздельному определению распределения активной и реактивной мощностей и заменив в формуле (8-5) сопротивление Zab соответствующей проводимостью:

Подставив эти величины в формулу (8-5), получим:

Произведя все действия и разделив вещественные и мнимые члены, получим:

Формулы (8-6) позволяют вести подсчет в отдельности для активной и реактивной нагрузок, пользуясь абсолютными значениями вещественных и мнимых составляющих нагрузок и сопротивлений. Эти формулы можно использовать для расчета потокораспределения в сетях двустороннего питания и с разными уровнями напряжения источников питания. Однако в этом случае на полученный по формулам (8-6) результат потокораспределения необходимо наложить уравнительную мощность, рассчитанную по второму члену выражения (8-4).

В случае, если напряжения источников питания совпадают по фазе, уравнительная мощность, протекающая от одного источника питания к другому, будет

Необходимость в подобных расчетах возникает тогда, когда в целях перераспределения реактивной мощности для оптимального использования линий замкнутой сети на одном из источников питания устанавливают вольтодобавочные автотрансформаторы.

Определив, как в линии двустороннего питания распределяются нагрузки, переходят к подсчету потерь напряжения обычным способом.

ПОРЯДОК РАСЧЕТА ПРОСТЫХ ЗАМКНУТЫХ СЕТЕЙ.

Расчет простых замкнутых сетей в отличие от расчета радиальных линий должен сопровождаться проверкой сетей в двух режимах: нормальном, когда потребители одновременно получают питание от двух источников питания А и В (рис. 7-5, а), и аварийном, когда один из источников питания, например источник В, или же линия, к нему присоединенная, отключена (рис. 7-5, б).

В первом случае выбранные сечения проводов линии должны удовлетворять экономической плотности тока при полученном распределении нагрузок по участкам и допустимой потере напряжения от источников питания до точки раздела (точки 3 рис. 8-5, а).

Во втором случае должна быть выдержана допустимая потеря напряжения для аварийного режима до наиболее удаленной точки (точки 5 рис. 7-5, б). Так как аварийные режимы не являются длительными, то в этих случаях сечение проводов может и не удовлетворять требованиям, экономической плотности тока, но должно быть проверено по допустимому току на нагрев.

При расчете замкнутых сетей с двусторонним питанием могут встретиться два характерных случая:

линия на всей длине выполнена проводом одинакового сечения;

на участках, лежащих ближе к источникам питания, применен провод большего сечения, а на участках, примыкающих к точке раздела, — провод меньшего сечения.

Рис 7-5. Схемы сети с двусторонним питанием: а — нормальный режим; б — аварийный режим.

Первый случай встречается чаще, так как одинаковое сечение вдоль всей линии имеет практические удобства. Такое решение экономически оправдывается при большом количестве нагрузок, присоединяемых к линии на сравнительно близких расстояниях друг от друга, а также при равномерной нагрузке по всей длине. Порядок расчета следующий. В нормальном режиме работы линии по формуле (8-8) находят распределение мощности по участкам. Определяя токи на магистральных участках, по ним находят экономическое сечение, пользуясь формулами (4-19) и (4-20). Из полученных экономических сечений принимают среднее, округляя его до ближайшего стандартного.

После определения сечения проводов линии по формуле (4-18) находят потерю напряжения до точки раздела и в случае превышения допустимой величины в нормальном режиме корректируют выбранное сечение.

Затем рассматривают аварийный режим. Наиболее тяжелым случаем аварийного режима является отключение одного из источников питания. В этом случае питание всех нагрузок будет происходить с одной стороны. После определения распределения нагрузок по участкам находят потерю напряжения до наиболее удаленной точки и проверяют выбранное сечение проводов по нагреву.

Если проверка показывает превышение допустимых потерь напряжения или допустимого нагрева проводов в аварийном режиме, сечение проводов увеличивают.

Во втором случае, т. е. при применении ступенчатого сечения проводов, ход расчета сети аналогичен вышеизложенному. При этом сечение проводов выбирают методом подбора.

Сначала находят в нормальном режиме предварительное распределение мощности по участкам, предполагая линию однородной. Затем по найденному распределению мощности определяют экономическое сечение проводов каждого участка, проверяют их по нагреву в нормальном и аварийном режимах. После этого делают повторный расчет распределения мощности в нормальном режиме, пользуясь формулами (8-4) или (8-6), и проверяют выбранные сечения по допустимой потере напряжения в нормальном и аварийном режимах. Если выбранные сечения не удовлетворяют допустимым величинам, их корректируют и повторяют расчет снова*

В случах, когда точки раздела активных и реактивных мощностей в нормальном режиме не совпадают друг с другом, для определения наибольшей потери напряжения делают расчеты до одной и другой точек раздела и судят о правильности выбранного сечения провода по большей величине.

В замкнутых сетях, имеющих ответвления, наибольшие потери напряжения могут оказаться не в точке раздела, а на наиболее удаленной точке ответвления. Сечения проводов на ответвлениях определяют методами расчета радиальных сетей, исходя из располагаемой доли допустимой потери напряжения от точки ответвления до наиболее удаленной точки.

Вопрос №2 Схемы замещения отдельных последовательностей. Поперечная несимметрия. При применении метода симметричных составляющих к расчету любого несимметричного режима основной задачей является составление схем замещения в общем случае всех трех последовательностей: прямой, обратной и нулевой. При аналитическом решении поставленной задачи по этим схемам находят результирующие сопротивления отдельных последовательностей рассматриваемой системы относительно места, где возникла несимметрия. Из схемы замещения прямой последовательности также находят результирующую ЭДС относительно той же точки. Схемы замещения отдельных последовательностей составляют в соответствии с указаниям. В частности, элементы схем замещения выражают в именованных или относительных единицах, приведенных к базисным условиям.

Схема прямой последовательности является обычной схемой, составленной для расчета симметричного трехфазного режима. В нее вводят генераторы и нагрузки с соответствующими реактивностями и ЭДС в зависимости от момента времени. Все остальные элементы вводятся в схему неизменными во времени сопротивлениями.

Рис. 9.13. Результирующая схема замещения прямой последовательности

Поскольку пути циркуляции токов обратной последовательности те же, что и для токов прямой последовательности, схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности. Различие между ними состоит в том, что в схеме обратной последовательности ЭДС всех генерирующих ветвей условно принимают равными нулю. Кроме того, реактивности обратной последовательности синхронных машин и нагрузок практически постоянны и не зависят от вида и условий возникшей несимметрии, а также от времени. Началом схемы прямой или обратной последовательности считают точку, в которой объединены свободные концы всех генерирующих и нагрузочных ветвей. Это точка нулевого потенциала схемы соответствующей последовательности. Концом схемы прямой или обратной последовательности считают точку, где возникла рассматриваемая несимметрия. При продольной несимметрии каждая из схем имеет два конца – точки, между которыми расположена данная несимметрия. К концу или между концами схем отдельных последовательностей приложены напряжения соответствующих последовательностей, возникшие в месте несимметрии. В результате преобразований схемы прямой и обратной последовательностей сводятся к виду, показанному на рис. 9.14. Там же даны основные уравнения.

. Рис. 9.14. Результирующая схема замещения обратной последовательности

Токи нулевой последовательности по существу являются однофазным током, разветвленным между тремя фазами и возвращающимся через землю. Путь циркуляции токов резко отличается от пути, по которому проходят токи прямой или обратной последовательности.

Схема нулевой последовательности в значительной степени определяется соединением обмоток трансформаторов и автотрансформаторов.

Составление схемы нулевой последовательности начинается от точки, где возникла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности.

а) б)

Рис. 9.15. Напряжение нулевой последовательности

а) при поперечной несимметрии; б) при продольной несимметрии

В зависимости от вида несимметрии это напряжение прикладывается или относительно земли (поперечная несимметрия, рис. 9.15а) или последовательно, в рассечку фазных проводов (продольная несимметрия, рис. 9.15б). Параметры схемы нулевой последовательности не зависят от времени. Схема имеет начало – точку нулевого потенциала и конец – точку, где возникла несимметрия.

Когда напряжение нулевой последовательности приложено относительно земли, то при отсутствии емкостной проводимости для циркуляции токов нулевой последовательности необходима, по меньшей мере, одна заземленная нейтраль в той же электрически связанной цепи, где приложено напряжение. При нескольких заземленных нейтралях в этой цепи образуется несколько параллельных контуров для токов нулевой последовательности. При продольной несимметрии циркуляция токов нулевой последовательности возможна даже при отсутствии заземленных нейтралей, если при этом имеется замкнутый контур через обходные пути той же электрически связанной цепи.

Сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора либо нагрузки, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной. Это обусловлено тем, что схема составляется для одной фазы, а через сопротивление протекает сумма трех токов всех фаз. В результате преобразований схема нулевой последовательностей сводится к виду, показанному на рисунке 9.16. Там же дано основное уравнение.

Рис. 9.16. Результирующая схема замещения нулевой последовательности

Этапом аналитического расчета несимметричного режима является определение результирующих сопротивлений и ЭДС схем отдельных последовательностей, относительно места несимметрии. При этом преобразования схем при продольной и поперечной несимметрии существенно различаются [16].

Рассмотрим схему на рисунке 9.17а.

а)

Поперечная несимметрия Продольная несимметрия

б) в)

г) д)

Рис. 9.17. Пример составления схем отдельных последовательностей

а) исходная схема; б), в) прямая последовательность; г), д) нулевая последовательность

Соотношения между величинами результирующих сопротивлений одноименной последовательности при поперечной и продольной несимметриях в одной и той же точке могут быть разными в зависимости от схемы, места несимметрии и других факторов.

11 Вопрос №1 (ПК-24, ПК-25) Условия параллельной работы трансформаторов.