Метод расчёта несимметричных электрических систем.

При несимметричных режимах и КЗ, когда токи и напряжения в трёх фазах различны, возникают токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательности.

Распространенным случаем аварии в трехфазной системе является короткое замыкание на землю. Короткие замыкания, как правило, сопровождаются увеличением токов в поврежденных фазах до значений, превосходящих в несколько раз номинальные значения, а также понижением уровня напряжения в электрической сети.

Разложение токов на последовательности из теории электрических машин, вкратце:

1)токи прямой последовательности создают магнитное вращающееся поле с частотой 50 Гц синхронно с ротором,

2) токи обратной последовательности создают магнитное вращающееся поле с частотой 100 Гц противоположно к вращающемуся полю прямой последовательности,

2) токи нулевой последовательности создают пульсирующее магнитное поле рассеяния обмотки статора с частотой нечётных гармоник 3-ей, 9-ой, 15-ой и т.д.

Из этих определений следует, что токи обратной последовательности создают вращающееся магнитное поле противоположно вращающемуся полю прямой последовательности, что значительно уменьшает вращающий момент машины. Токи нулевой последовательности не создают вращающегося поля, но с частотой 150 Гц разогревают железо машины.

Метод симметричных составляющих широко применяется для расчёта несимметричных режимов и несимметричных КЗ.

Метод основан на разложении несимметричной системы на три симметричные — прямую, обратную и нулевую.

I zUvOT8nMS7dVCg1x07VQUiguScxLSczJz0u1VapMLVayt+PlAgAAAP//AwBQSwMEFAAGAAgAAAAh AMms0/fHAAAA3AAAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxEj0FrwkAUhO+F/oflFXprNk3VhtQ1lIIQ 8FBNC+LtkX0mwezbmF01/vuuIPQ4zMw3zDwfTSfONLjWsoLXKAZBXFndcq3g92f5koJwHlljZ5kU XMlBvnh8mGOm7YU3dC59LQKEXYYKGu/7TEpXNWTQRbYnDt7eDgZ9kEMt9YCXADedTOJ4Jg22HBYa 7OmroepQnoyCVVGs2+1hOdXVcXOk6e57lr7tlXp+Gj8/QHga/X/43i60guR9Arcz4QjIxR8AAAD/ /wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAASrOV4AAQAA5gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50 X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEACMMYpNQAAACTAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAxAQAA X3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAA ZHJzL3BpY3R1cmV4bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAMms0/fHAAAA3AAAAA8AAAAAAAAAAAAA AAAAnwIAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPcAAACTAwAAAAA= "> L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAWHHBiscA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPQWvCQBSE7wX/w/IEL6VuGoqtqau0RavQk7ZUvD2y r0lo9m26uybx37uC0OMwM98ws0VvatGS85VlBffjBARxbnXFhYKvz9XdEwgfkDXWlknBiTws5oOb GWbadryldhcKESHsM1RQhtBkUvq8JIN+bBvi6P1YZzBE6QqpHXYRbmqZJslEGqw4LpTY0FtJ+e/u aBTkf+vv9tAtbyd+X3244/t2mj68KjUa9i/PIAL14T98bW+0gvRxCpcz8QjI+RkAAP//AwBQSwEC LQAUAAYACAAAACEA8PeKu/0AAADiAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNd LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQAx3V9h0gAAAI8BAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC4BAABfcmVscy8u cmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQAzLwWeQQAAADkAAAAQAAAAAAAAAAAAAAAAACkCAABkcnMvc2hh cGV4bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFhxwYrHAAAA3AAAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAmAIAAGRy cy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPUAAACMAwAAAAA= " fillcolor="#00b050">

f = 50 Гц

f =150 Гц

f = 100 Гц

Рис.30. Векторные диаграммы токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Из векторных диаграмм следует, что вектора токов фаз прямой и обратной последовательностей сдвинуты относительно друг друга на 120⁰ и, при суммировании в нулевом проводе дают ноль, т.е. I_A1+I_B1+I_C1=0 и I_A2+I_B2+I_C2=0. А вектора токов фаз нулевой последовательности не имеют угла сдвига и при суммировании дают арифметическую сумму трёх токов нулевой последовательности т.е. I_A0+I_B0+I_C0=3I₀.

В системе прямой последовательности токи и напряжения равны по амплитуде и сдвинуты на 120^о с прямым чередованием фаз.

В системе обратной последовательности токи и напряжения равны по амплитуде и сдвинуты на 120^о с обратным чередованием фаз.

В системе нулевой последовательности токи и напряжения равны по амплитуде и совпадают по фазе.

Токи нулевой последовательности появляются при обрыве одной или двух фаз, однофазном или двухфазном КЗ на землю. При межфазных замыканиях без земли, сумма токов нулевой последовательности равна нулю. Появился ток нулевой последовательности, значит есть замыкание на землю, защита срабатывает. Поэтому применяются ТЗНП - токовые защиты нулевой последовательности для защиты от замыканий на землю -

Токи обратной последовательности возникают при появлении в сети любой не симметрии (обрыв фазы, включение несимметричной нагрузки, однофазное или двухфазное КЗ). Ток обратной последовательности появляется при любом несимметричном КЗ. Поэтому применяются ТЗОП - токовые защиты обратной последовательности.