13.3. Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности

Результирующие сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей находят по схемам соответствующих последовательностей.

Схема прямой последовательности является обычной схемой для расчета тока трехфазного КЗ. В зависимости от применяемого метода расчета (аналитический, по расчетным или типовым кривым) и момента времени генераторы и нагрузки в схему вводят соответствующими реактивностями и ЭДС. Схема обратной последовательности состоит из тех же элементов и по структуре идентична схеме прямой последовательности, но ЭДС генерирующих ветвей в ней принимаются равным нулю.

Схема нулевой последовательности существенно отличается от схем прямой и обратной последовательностей, т. к. токи нулевой последовательности, протекая от места КЗ, могут иметь возврат к месту несимметрии только через землю и параллельные ей цепи (тросы линий, оболочки кабелей, нулевые провода). Составление схемы замещения нулевой последовательности начинают от точки КЗ, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой и к ней относительно земли приложено напряжение нулевой последовательности ΔUНО, под действием которого через элементы, соединенные в звезду с заземленной нейтралью и имеющие электрическую связь с точкой КЗ, будут протекать токи нулевой последовательности, поэтому в схему замещения включаются лишь те элементы, через которые протекают токи нулевой последовательности.

Величины сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей элементов систем электроснабжения определяются также, как и для поперечной несимметрии.

Исходная схема и пример составления схем отдельных последовательностей показан на рис. 13.2.

Рис. 13.2: а – расчетная схема; б – схема замещения прямой последовательности; в – схема замещения обратной последовательности; г – схема замещения нулевой последовательности

Пример 13.1

Для расчетной схемы рис. 13.3 требуется сравнить величины начальных сверхпереходных токов при несинхронном включении генератора в систему, считая, что такое включение производится одновременно:

а) тремя фазами выключателя В; б) двумя фазами (разрыв одной фазы).

Рис. 13.3. Расчетная схема к примеру 13.1

1. Задаемся базисными условиями:

МВА;кВ.

2. Сопротивления элементов приведем к базисным условиям и составим схемы замещения:

прямая последовательность

обратная последовательность

2/0,132 H₁ H₂ 3/0,57 4/-0,007 5/0,08

0,095

нулевая последовательность

3. Результирующие реактивности схем отдельных последовательностей относительно места разрыва:

;

;

.

4. Считаем, что при включении выключателя напряжение генератора по величине равно напряжению системы, которое в относительных единицах составляет: . Наиболее тяжелые условия по току имеют место, когда напряжения включаемых источников находятся в противофазе ().

5. Ток при включении трех фаз:

.

6. При включении двух фаз (разрыв одной фазы):

.

Значение тока прямой последовательности будет:

.

Абсолютное значение тока определяется:

,

где .