Параметры элементов электрической системы обратной и нулевой последовательностей

Каждый элемент эл. системы характеризуется параметрами прямой, обратной и нулевой последовательностей. Все сопротивления элементов системы, которыми они представлялись в расчётах симметричного к.з., являются сопротивлениями прямой последовательности. Для элементов, у которых отсутствует магнитная связь между фазами (например, реактора) сопротивления различных последовательностей равны между собой ( ) и не зависят от чередования фаз.

Для элемента, магнитосвязанные цепи которого неподвижны относительно друг друга (например, трансформатора, линии) , т.к. взаимоиндукция постоянна при изменении порядка чередования фаз.

Синхронная машина

Сопротивление Z₂ генератора представляет собой сопротивления машины при условии, что в обмотке статора протекает система токов обратной последовательности, в то время как ротор сохраняет направление вращения. Картина магнитных потоков при этом такая же, как у АД, работающего в режиме электромагнитного тормоза со скольжением S=2. Сопротивление Х₂ зависит от насыщения, т.е. от тока обратной последовательности, однако для упрощения Х₂ считают постоянным.

Сопротивление обратной последовательности неявнополюсной СМ, ТГ с успокоительными обмотками в практических расчётах принимают равным сверхпереходному, т.е.

Для явнополюсных машин без демпферных (успокоительных) обмоток

С учётом демпферных обмоток

Токи нулевой последовательности создают только магнитные потоки рассеивания статорной обмотки меньшие, чем при токах прямой и обратной последовательностей. Величина колеблется в широких пределах от до .

Трансформаторы и автотрансформаторы

Так как трансформатор представляет собой аппарат с неподвижными друг относительно друга обмотками, то его сопротивление не зависит от порядка чередования фаз, поэтому

. По этим же причинам для ВЛ и КЛ, а так же реакторов.

Сопротивлениями нулевой последовательности характеризуются только те трансформаторы, которые имеют хотя бы одну заземлённую нейтраль. Покажем возможные сочетания обмоток трансформаторов и их схемы замещения для нулевой последовательности (см. рис.5)

1) РИС. 5

На стороне ВН нет пути для протекания тока нулевой последовательности , поэтому схема замещения (б) разомкнута на стороне ВН и сопротивление

Величина зависит от конструкции трансформатора. Для группы трёх однофазных и . Для трёхфазных трёхстержневых трансформаторов

Но и здесь можно считать

2) РИС. 6

При соединении обмоток Y₀/Δ ЭДС нулевой последовательности трансформатора полностью расходуется на проведение тока через реактивность рассеивания обмотки, соединённой Δ-ком. Поэтому в схеме замещения закорачивают ветвь с . Это означает, что в этой ветви заканчивается путь тока нулевой последовательности.

3) Трёхобмоточне трансформаторы -это обычно мощные трансформаторы и поэтому неZ, а только Х. Кроме того в трёхобмоточных трансформаторах одна из обмоток всегда соединена в Δ и поэтому независимо от конструкции можно пренебречь сопротивлением намагничивания - оно шунтируется в схему замещения сопротивления обмотки Δ-ка.

РИС. 7

Предполагается что путь для прохождения токов нулевой последовательности на стороне СН обеспечен, т. е. хотя бы еще одна заземленная нейтраль трансформатора в этой сети. В схемах замещения нулевой последовательности такой трансформатор вводиться сопротивлениями прямой последовательности.

РИС. 8

При таком соединении токи нулевой последовательности протекают во всех трех обмотках и сопротивление нулевой последовательности будет равно:

РИС. 9

Схема замещения автотрансформатора аналогична схеме замещения трёхобмоточного трансформатора при соответствующем режиме нейтралей его обмоток.

РИС. 10

Для трансформатора с расщепленной обмоткой НН сопротивление нулевой последовательности:

РИС. 11

Воздушные кабельные линии

Токи нулевой последовательности, протекая п проводам ВЛ замыкаются на землю через заземленные нейтрали трансформаторов. Сопотивление нулевой последовательности ВЛ обуславливаеться магнитными потоками сцепленными с проводами линии и с цепями, спущенными «обратным проводом» для токов нулевой поверхнсти (земля и заемленные тросы). Это сопротивление зависит от боьшого числа факторов. В приближенных расщетах можно применять:

- для линий без тросов

- со стальным торосом

- с тросом высокой проводимости

Таблица 1

Х0/Х
одноцепной	двухцепной
3,5	5,5
3,0	4,7
2,0	3,0

Активные сопротивления нулевой последовательности сельских ВЛ с достаточной для практических расчётов можно принимать

Кабельные линии мало отличаются от ВЛ по сопротивлению нулевой последовательности, которое определяется типом кабеля, способом его прокладки, материалом оболочки и т.п. В зависимости от пути возвращения тока нулевой последовательности (по оболочке или по оболочке и земле) сопротивление Х₀ кабеля находится в пределах от 3,5Х₁ до 4,6 Х₁

Асинхронные двигатели и обобщённая нагрузка

По отношению к магнитному потоку обратной последовательности ротор АД имеет скольжение: S₍₂₎=2-S

РИС. 12

С ростом скольжения реактивность Х_S сначала резко уменьшается. В интервале от1S до 2-S_ном. Изменение Х_S мало и можно считать, что:

Реактивность Х_К обратно пропорционально пусковому току АД :

Реактивное сопротивление нулевой последовательности АД определяется только рассеиванием статорной обмотки. Оно для каждого случая определяется опытным путем

Реактивное сопротивление обратной последовательности обобщённой нагрузки зависит от её характера. Для типовой промышленной нагрузки, состоящей преимущественно из АД Х₂ та же,что и в первый момент нарушения режима .

Это сопротивление отнесено к полной рабочей мощности и среднему U_ном к которому она присоединена.

При расчёте сельских систем и при необходимости учёта активной составляющей, сопротивление обратной последовательности:

В схему нулевой последовательности должна быть включена лишь осветительная нагрузка, питающаяся от 4-х проводной системы в низковольтной установке . В практических расчётах сопротивление нагрузки в схему нулевой последовательности обычно не включают.