Индуктивные сопротивления обратной и нулевой

Последовательностей

Все индуктивные сопротивления, которыми характеризовались отдельные элементы в нулевой момент времени возникновения трехфазного КЗ являются реактивностями прямой последовательности. Ранее не было необходимости вводить этот термин, так как токи были лишь одной (прямой) последовательности.

Для всякого элемента, магнитосвязанные цепи которого неподвижны друг относительно друга, индуктивные сопротивления прямой и обратной последовательностей равны по величине. Это объясняется тем, что при перемене порядка чередования фаз симметричной трехфазной системы токов прямой и обратной последовательностей взаимная индукция между фазами такого элемента не изменяется.

Таким образом, для трансформаторов, воздушных и кабельных линий, реакторов сопротивления прямой и обратной последовательностей равны.

Пути протекания токов нулевой последовательности резко отличаются от путей протекания токов прямой и обратной последовательностей (токи прямой последовательности протекают по фазным проводникам от источников к точке КЗ, а обратной - по тем же путям к источникам). Вследствие этого сопротивления нулевой последовательности весьма существенно отличаются от соответствующих сопротивлений двух других последовательностей.

Синхронные машины

Магнитный поток, созданный токами обратной последовательности синхронной частоты, вращаясь относительно ротора с двойной синхронной скоростью, встречает на своем пути непрерывно изменяющееся магнитное сопротивление. Это обусловлено магнитной несимметрией ротора в продольной и поперечной осях и тем, что наведенные в контурах ротора, расположенных по этим осям, токи создают различные ответные реакции. Таким образом, при неизменной намагничивающей силе статора поток обратной последовательности гармонически изменяется с двойной синхронной скоростью в пределах между его наибольшим и наименьшим значениями, разница между которыми зависит от степени несимметрии ротора. Эта разница совсем исчезает, если сопротивления по продольной и поперечной осям будут равными.

В разделе 8.1 было показано, что поток обратной последовательности синхронной частоты вызывает в статоре нечетные гармоники, которые искажают синусоидальную форму магнитного поля статора. Это обстоятельство существенно затрудняет определение реактивности обратной последовательности синхронной машины и приводит к тому, что данная реактивность зависит от внешних условий (внешнего индуктивного сопротивления, вида несимметрии и др.) [2].

С.А. Ульянов обосновал следующую формулу расчета сопротивления обратной последовательности для основной гармоники при бесконечно большой величине внешнего сопротивления (для машин с демпферными обмотками):

. (8.14)

При полной симметрии ротора ( ) сопротивление обратной последовательности , то есть сопротивления прямой и обратной последовательностей равны между собой. Но ввиду того, что в реальных синхронных машинах , то в приближенных практических расчетах принимают . Если же точка КЗ находится за двумя и более ступенями трансформации от синхронных машин, то можно принимать .

Токи нулевой последовательности (в случае заземления нейтрали машины) создают практически только магнитные потоки рассеяния статорной обмотки, которые, как правило, меньше, чем при токах прямой и обратной последовательностей (это уменьшение значительно зависит от типа обмотки). Поэтому величина сопротивления нулевой последовательности синхронных машин колеблется в широких пределах:

.

Если магнитная система машины будет ненасыщена (это одно из допущений при расчете токов КЗ), то можно принимать, что x₂иx₀ остаются постоянными в течение всего процесса КЗ [2].