Схемы отдельных последовательностей

При применении метода симметричных составляющих к расчету несимметричного установившегося или переходного режима возникает необходимость в составлении схем замещения всех трех последовательностей (прямой, обратной, нулевой).

Из схем замещения находят результирующие сопротивления отдельных последовательностей относительно места несимметрии. Из схемы замещения прямой последовательности, помимо того, находят результирующую ЭДС относительно той же точки.

Схема прямой последовательности. Схема прямой последовательности является обычной схемой, которую составляют при любом симметричном трехфазном установившемся или переходном режиме. При применении метода расчетных кривых генераторы должны быть введены в схему замещения их сверхпереходными сопротивлениями, а нагрузки следует исключить.

Началом схемы прямой последовательности считают точку, в которой объединены свободные концы всех генерирующих и нагрузочных ветвей (если расчет ведется аналитическим методом). Это точка нулевого потенциала схемы прямой последовательности. Концом схемы прямой последовательности считают точку, где возникла рассматриваемая несимметрия.

Схема обратной последовательности. Поскольку пути циркуляции токов обратной последовательности те же, что и токов прямой последовательности, схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности и состоит из тех же элементов. Различие между ними состоит прежде всего в том, что в схеме обратной последовательности ЭДС всех генерирующих ветвей принимаются равными нулю, кроме того, генераторы и нагрузки (при необходимости их учета) входят в нее своими реактивными сопротивлениями обратной последовательности, а все остальные элементы – теми же реактивными сопротивлениями, что и в схему прямой последовательности.

Началом и концом схемы обратной последовательности считаются соответственно те же точки, что и для схемы прямой последовательности.

Схема нулевой последовательности. Ток нулевой последовательности, по существу, является однофазным током, разветвленным между тремя фазами, и возвращающимся через землю и параллельные ей цепи. В силу этого путь циркуляции токов нулевой последовательности резко отличен от пути, по которому проходят токи прямой и обратной последовательности. Схема нулевой последовательности в значительной мере определяется соединением обмоток трансформаторов.

Составление схемы нулевой последовательности следует начинать от точки КЗ, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности.

Замкнутый контур для токов нулевой последовательности возможен только в том случае, если в цепи, электрически связанной с точкой КЗ, имеется по меньшей мере одна заземленная нейтраль. При наличии нескольких заземленных нейтралей в этой цепи образуется несколько параллельных контуров для токов нулевой последовательности.

Трансформация токов нулевой последовательности возможна только при соблюдении определенных условий. Так, если трансформатор имеет соединение обмоток , то ток нулевой последовательности в звезде наводит в треугольнике ток, который, протекая по фазам треугольника, не выходит за его пределы. Вся сеть, которая присоединена со стороны треугольника, в схему нулевой последовательности не входит, независимо от того, имеются ли в ней заземленные нейтрали или их нет.

В трансформаторе с соединением обмоток трансформация токов нулевой последовательности возможна при условии, что в каждой обмотке обеспечен путь для этих токов. При соблюдении этого условия в схему нулевой последовательности входят как трансформатор, так и все элементы, по которым протекают токи нулевой последовательности с обеих сторон трансформатора.

Сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора, двигателя, нагрузки, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной. Это обусловлено тем, что схему замещения составляют на одну фазу, а через указанное сопротивление протекает сумма токов нулевой последовательности всех трех фаз.

Началом схемы нулевой последовательности считают точку, в которой объединены ветви с нулевым потенциалом, а ее концом – точку, где возникла несимметрия.

На рис. 10.5 приведен пример составления схемы замещения нулевой последовательности.

Рис. 10.5. Пример составления схемы нулевой последовательности

Порядок составления схемы замещения нулевой последовательности следующий:

1. Схема представляется в трехфазном исполнении (рис. 10.5 б).

2. Составление схемы начинают от точки, где возникла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности (рис. 10.5 б).

3. Исходя из направления токов в точке несимметрии, устанавливают напряжение токов нулевой последовательности во всех элементах, у которых имеются нули протекания токов нулевой последовательности, которые вводятся в схему замещения (рис. 10.5 в).

4. Сопротивление, через которое заземлены нейтрали трансформатора, генератора, двигателя, нагрузки, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной (сопротивления , ) (рис. 10.5 в).