Порядок составления схемы замещения нулевой последовательности

Токи нулевой последовательности по существу являются однофазным током, разветвленным между тремя фазами (векторы токов нулевой последовательности имеют одинаковое направление во всех фазах) и возвращающимся через землю и параллельные ей цепи.

В этой связи, путь циркуляции токов нулевой последовательности резко отличается от пути, по которому проходят токи прямой и обратной последовательностей.

Конфигурация схемы замещения нулевой последовательности в значительной мере определяется видом соединений обмоток трансформаторов и автотрансформаторов.

Составление схемы замещения нулевой последовательности следует начинать от точки где возникла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности. В зависимости от вида несимметрии это напряжение прикладывается или относительно земли (поперечная несимметрия, рис.4.3, ) или последовательно в рассечку фазных проводов (продольная несимметрия, рис. 4.3, ).

Рис.4.3

Исходя из соответствующего данной несимметрии включения напряжения нулевой последовательности, следует выявить в пределах каждой электрически связанной цепи возможные пути протекания токов нулевой последовательности.

Следует иметь ввиду, что если 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 это напряжение.

При наличии нескольких заземленных нейтралей в этой цепи образуются соответственно несколько параллельных контуров для токов нулевой последовательности.

При продольной несимметрии (напряжение нулевой последовательности введено последовательно в рассечку фазных проводов) циркуляция токов нулевой последовательности возможна даже при отсутствии заземленных нейтралей, если при этом имеется замкнутый контур через обходные пути той же электрически связанной цепи (при этом в земле циркулирует наведенный ток, следуя по трассе линии).

При отсутствии таких путей протекание токов нулевой последовательности в рассматриваемых условиях возможно только в том случае, если в той же электрически связанной цепи имеются заземленные нейтрали с обеих сторон от места, где приложено напряжение нулевой последовательности.

Сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора, генератора, двигателя или нагрузки, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной.

Это обусловлено тем, что любую схему замещения составляют для одной фазы, а через сопротивление, включенное в нейтраль протекает сумма токов нулевой последовательности всех трех фаз.

На рис.4.4 показан пример составления схемы замещения нулевой последовательности для случая, когда напряжение нулевой последовательности возникает между проводами фаз и землей (поперечная несимметрия).

Обмотки трансформаторов, автотрансформатора и прочие элементы схемы рис.4.4 обозначены порядковыми номерами, которые сохранены в обозначениях элементов схемы нулевой последовательности.

Поскольку в цепи среднего напряжения автотрансформатора имеется путь для токов нулевой последовательности, автотрансформатор входит своей полной схемой замещения. Циркуляция тока нулевой последовательности в обмотке 12 трансформатора Т-2 обеспечена через заземленную нейтраль нагрузки. Этот трансформатор предполагается трехстержневым и поэтому учтена его реактивность намагничивания нулевой последовательности.

Для другого трансформатора и автотрансформатора указания об их конструкции практически не нужны, так как они имеют обмотки, соединенные треугольником.

Если предположить, что в той же точке напряжение нулевой последовательности приложено в рассечку фазных проводов, то легко убедиться в том, что в этом случае схема замещения нулевой последовательности останется прежней, но ее результирующее сопротивление будет совсем иным.

Рис.4.4.

а – расчетная схема; б – схема замещения нулевой последовательности