8.3.2. Асинхронные двигатели

Если в нормальных условиях асинхронные двигатели работают со скольжением s, то по отношению к магнитному потоку обратной последовательности синхронной частоты ротор будет иметь скольжение (2 -s). Следовательно, сопротивление обратной последовательности асинхронного двигателя представляет собой его сопротивление при скольжении (2 - s).

Кривая, показанная на рис.8.4, иллюстрирует примерный характер относительного изменения индуктивного сопротивления асинхронного двигателя в функции скольжения.

Рис. 8.4. Относительное изменение индуктивного сопротивления асинхронного двигателя в зависимости от скольжения

Видно, что с ростом скольжения индуктивное сопротивление двигателя вначале резко падает, а затем его снижение весьма незначительно. Это позволяет в практических расчетах считать x₂x_s=1, т.е. индуктивное сопротивление обратной последовательности равно сопротивлению двигателя, которым последний характеризуется в момент КЗ. Сопротивление двигателя x_s=1определяется по формуле x_s=1= 1/к_i, где к_i= I_{пуск. н.}/I_н- номинальная кратность пускового тока.

Определение сопротивления нулевой последовательности асинхронных двигателей не рассматриваем, так как двигатели работают с незаземленными нейтралями и поэтому не будут входить в схему замещения нулевой последовательности.

8.3.3. Обобщенная нагрузка

Индуктивное сопротивление обратной последовательности обобщенной нагрузки зависит от характера приемников электроэнергии и относительного участия каждого из них в рассматриваемой нагрузке. Для типовой промышленной нагрузки можно считать, что основная ее часть состоит из асинхронных двигателей, индуктивное сопротивление которых, практически равно x_s=1. Поэтому в практических расчетах можно принимать сопротивления прямой и обратной последовательностей равными, то есть, считая их отнесенными к полной мощности нагрузки при среднем номинальном напряжении той ступени, где она присоединена.

Поскольку обобщенная нагрузка включает в себя электрическую сеть и понижающие трансформаторы, то ее сопротивление нулевой последовательности определяется этими элементами.

8.3.4. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы

Со стороны, соединенной в "треугольник"или"звезду"без заземленной нейтрали, независимо от того, как соединены другие обмотки индуктивное сопротивление нулевой последовательности трансформатора бесконечно велико (x₀=), так как при этих условиях вообще исключена возможность циркуляции тока нулевой последовательности в данном трансформаторе [2].

На рис.8.5. приведены основные варианты соединения обмоток двух- и трехобмоточных трансформаторов и автотрансформатора. Буквами В, С, Н обозначены соответственно обмотки высшего, среднего и низшего напряжений. Справа, против каждого варианта соединения обмоток, приведены схемы замещения трансформатора для токов нулевой последовательности.

При соединении обмоток, приведенном на рис.8.5,а и коротком замыкании на стороне трансформатора со схемой "звезда" в точке КЗ приложены напряжения нулевой последовательности U_0A, U_0B, U_0C(без сдвига по фазе), поэтому ЭДС нулевой последовательности трансформатора полностью расходуется на проведение тока той же последовательности только через индуктивное сопротивление рассеяния обмотки, соединенной "треугольником", то есть ток нулевой последовательности не вытекает за пределы "треугольника". Потенциал, равный нулю, на конце ветви с x_нсхемы замещения не указывает на искусственный перенос заземления нейтрали (это распространенная ошибка); он только соответствует условию, что данной ветвью схемы заканчивается путь циркуляции токов нулевой последовательности. Сопротивление нулевой последовательности такого трансформатора будет:

, (8.15)

где x_0- сопротивление цепи намагничивания для токов нулевой последовательности, которое во много раз превышает сопротивления x_в и x_н;

x₁- сопротивление трансформатора прямой последовательности.

Рис. 8.5. Соединение обмоток трансформаторов и автотрансформаторов и их схемы замещения для токов нулевой последовательности

При соединении обмоток трансформатора "звезда - звезда" с заземленными нейтралями (см. рис.8.5, б) путь для тока нулевой последовательности будет обеспечен только в том случае, если в цепи обмотки низшего напряжения имеется хотя бы одна заземленная нейтраль (см. на рис.8.5 пунктиром): x₀ = x₁.

Если же этого не будет, то x₀ =, так как x₀ = x_в+ x_0, то есть током нулевой последовательности, протекающим через такой трансформатор, можно пренебречь.

При соединении трансформатора "звезда с заземленной нейтралью - звезда" (Y₀ /Y) (см. рис.8.5, в) сопротивление нулевой последовательности также можно принять равным бесконечно большой величине, что соответствует режиму холостого хода трансформатора.

На рис. 8.5, г показаны трехобмоточный трансформатор со схемой Y₀/Y/и его схема замещения для токов нулевой последовательности. Из схемы видно, что она составляется также, как для двухобмоточных трансформаторов со схемами соединения Y₀ /и Y₀ /Y. Аналогично составляется схема для трехобмоточных трансформаторов с другими схемами соединений.

На рис. 8.5,д приведена одна из схем автотрансформатора, на которой видно, что обмотки высшего и среднего напряжения (при составлении схемы замещения нулевой последовательности) рассматриваются как две обмотки со схемами Y₀ /Y₀, то есть схема составляется также как для трехобмоточного трансформатора (см. рис.8.5, а, б).

Сопротивления схемы замещения x_в, x_c, x_н рассчитывают по формулам, как для случая трехфазного КЗ.