Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей

Схема прямой последовательности является схемой, которую составляют для расчета любого симметричного трехфазного режима. В эту схему (в зависимости от применяемого метода расчета) вводят все синхронные (синхронные генераторы, компенсаторы, электродвигатели) и асинхронные машины, обобщенные нагрузки вводят соответствующими индуктивными сопротивлениями и ЭДС (как правило, для начального момента времени х" и Е"). Все остальные элементы вводят в схему неизменными сопротивлениями (элементы, имеющие неподвижные друг относительно друга магнитные связи).

Схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности, так как пути протекания токов обратной последовательности те же, что и для токов прямой последовательности. Различие между этими схемами состоит в том, что в схеме обратной последовательности ЭДС генерирующих ветвей условно принимают равными нулю, величины индуктивных сопротивлений прямой и обратной последовательностей синхронных и асинхронных машин и обобщенных нагрузок отличаются не очень значительно друг относительно друга и не зависят от вида несимметрии. При расчете результирующего сопротивления для точки КЗ, находящейся в системе электроснабжения предприятия, как правило, х_1S = х_2S. Необходимо отметить, что, чем электрически дальше находится точка КЗ от электрических станций, тем меньше разница в значениях х_1S и х_2S.

Более подробно остановимся на составлении схемы замещения нулевой последовательности. Чтобы начать составлять схему замещения нулевой последовательности, необходимо еще раз внимательно проработать материал разде- ла 8.3. Составление схемы замещения начинается от точки КЗ, считая, что в этой точке все фазы замкнутые между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности. При несимметричном КЗ это напряжение прикладывается относительно земли. Затем рассматривают все возможные пути протекания токов нулевой последовательности в пределах каждой электрически связанной цепи.

Структура схемы нулевой последовательности практически определяется соединением обмоток трансформаторов и автотрансформаторов. Ток нулевой последовательности по существу являются однофазным током, разветвленным между тремя фазами, который возвращается к месту возникшей несимметрии через землю и параллельные ей цепи. Поэтому путь циркуляции токов нулевой последовательности резко отличен от пути, по которому протекают токи прямой и обратной последовательности.

При несимметричном КЗ (К⁽¹⁾ и К^(1,1)) напряжение нулевой последовательности приложено относительно земли, поэтому (при отсутствии емкостной проводимости) для циркуляции токов нулевой последовательности необходим, хотя бы один силовой трансформатор со схемой соединения "звезда" с заземленной нейтралью - "треугольник".

На рис. 8.13 показан пример составления схемы замещения нулевой последовательности для точки К1.

Рис. 8.13. Пример составления схемы замещения нулевой последовательности, где L - дугогасящий реактор, АТ - автотрансформатор;

а) принципиальная схема; б) схема замещения нулевой последовательности

Необходимо помнить, что сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора, генератора, двигателя, должно быть введено в схему нулевой последовательности утроенной величиной. Это связано с тем, что схему замещения нулевой последовательности составляют для одной фазы, а через сопротивление в нейтрали протекают токи нулевой последовательности трех фаз (на рис. 8.13 утроенной величиной введен дугогасящий реактор L).

На рис. 8.13 показано пять точек КЗ. Попытайтесь самостоятельно составить схемы нулевой последовательности для всех остальных точек КЗ.