11.4.6. Сопротивление нулевой последовательности воздушных лэп

В практических расчетах используют приближенные значения сопротивлений нулевой последовательности, считая, что:

для одноцепных линий без грозозащитных тросов Х₀ = 3,5 Х₁;

для одноцепных линий с грозозащитными тросами Х₀ = 3,0 Х₁;

для двухцепных линий без грозозащитных тросов Х₀ = 5,5 Х₁;

для двухцепных линий с грозозащитными тросами Х₀ = 4,7 Х₁.

• Таблица 11.1

Наименование элемента	Трехфазное КЗ			Прямая последовательность		Обратная последовательность		Нулевая последовательность
	ИЕ	ОЕ
Синхронный генератор					без ДО с ДО
Воздушная ЛЭП							одноцепная с тросами Х0 = 3,0 Х1, одноцепная без тросов Х0 = 3,5 Х1, двухцепная с тросами Х0=4,7Х1 двухцепная без тросов Х0 = 5,5 Х1
Кабельная ЛЭП							Х0 =(3,5...4,7) Х1, R0 = 10 r L
Токоогранич. реактор							Х0 = Х1
Асинхронный двигатель							Х0 =( 0,15...0,7) Х1
Обобщенная нагрузка							Определяется элементами
Двухобмот. трансформ.							Определяется соединением обмоток
Синхронный двигатель, компенс.					допускается		Х0 =(0,15...0,7)Х1

11.4.7. Сопротивление нулевой последовательности кабелей

Токи нулевой последовательности возвращаются по оболочке кабеля и по земле. Оболочка кабеля оказывает такое же влияние, как и трос в воздушных линиях, т. е. увеличивает сопротивление нулевой последовательности. Величины сопротивления нулевой последовательности для кабелей в приближенных расчетах принимаются:

Х0=(3.5...4.7)Х1; R0=10R1,

где R1 и Х1 – соответственно, активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабеля.

Формулы для определения сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательности элементов системы электроснабжения приведены в табл. 11.1.

11.5. Схемы отдельных последовательностей

При применении метода симметричных составляющих к расчету несимметричного переходного или установившегося 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. Рассмотрим принципы схем прямой, обратной и нулевой последовательностей для расчетной схемы, приведенной на рис. 11.3 a.

Схема прямой последовательности. Схема прямой последовательности является обычной схемой (рис. 11.3 б), которую составляют при расчете любого симметричного трехфазного режима. 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 (рис. 11.3 в). 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 или четвертый провод.

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 Yо/Δ, 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 Yо/Yо 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.

Порядок составления схемы замещения нулевой последовательности следующий:

1. Схема представляется в трехфазном исполнении.

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.

3. Исходя из направления токов в точке несимметрии, устанавливают направление протекания токов нулевой последовательности во всех элементах, у которых имеются пути протекания токов нулевой последовательности.

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

Рис. 11.3. Расчетная схема (а) и схемы замещения прямой (б), обратной (в) и нулевой последовательности (г)

Из схем отдельных последовательностей находят результирующую ЭДС Ec и результирующие X1c, X2c, X0c.