Электромагнитные переходные процессы Электромагнитные ПП: к.т.н, доц. Армеев Денис Владимирович Кафедра: Автоматизированных электроэнергетических систем. - презентация

1 Электромагнитные переходные процессы Электромагнитные ПП: к.т.н, доц. Армеев Денис Владимирович Кафедра: Автоматизированных электроэнергетических систем (АЭЭС II-211) Лекция 6

2 Не симметричные КЗ K (2) Двухфазное КЗ K (1,1) Двухфазное КЗ на землю K (1) Однофазное Замыкание 2Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

3 Не симметричные КЗ IAIA IBIB ICIC iAiA iBiB iCiC Вероятные примеры картины соотношения токов несимметричного замыкания в какой-либо точке сети 3Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

4 Не симметричные КЗ U A1 U B1 U C1 U A2 U B2 U C2 U A0 U B0 U C0 UAUA UBUB UCUC 4Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

5 Не симметричные КЗ метод симметричных составляющих U A1 U B1 U C1 U A2 U B2 U C2 U A0 U B0 U C0 Прямая последовательностьОбратная последовательностьНулевая последовательность Любую несимметричную систему можно разложить на симметричные, называемые системами прямой, обратной и нулевой последовательностями 5Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

6 Не симметричные КЗ метод симметричных составляющих В трехфазной цепи в месте КЗ наряду с напряжениями прямой последовательности возникают напряжения обратной и нулевой последовательностей. В ветвях начинают циркулировать токи прямой, обратной и нулевой последовательностей. Элементы трехфазной сети для токов разных последовательностей имеют НЕ одинаковые сопротивления. Для определения их суммарных значений необходимо составлять отдельно схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей по особым правилам. 6 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

7 Э.д.с. генераторов симметричны, то есть не содержит обратной и нулевой составляющих, следовательно э.д.с. существуют только в схеме прямой последовательности, а токи обратной и нулевой последовательностей определяются только напряжениями в точке КЗ. 7Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

8 Не симметричные КЗ Прямая последовательность Схема прямой последовательности идентична схеме для расчета 3х фазного КЗ за исключением напряжения U K1, приложенного в точке КЗ 8Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

9 Не симметричные КЗ Обратная последовательность Схема обратной последовательности по конфигурации аналогична схеме прямой последовательности. Однако, э.д.с. генераторов в ней отсутствуют, а сопротивления прямой последовательности электрических машин заменяются сопротивлениями обратной последовательности. Прочие элементы, как правило, не имеют магнитной связи между фазами (например, реакторы), либо их магнитосвязанные цепи неподвижны друг относительно друга (трансформаторы, ВЛ, КЛ), а следовательно могут быть замещены теми же сопротивлениями, что и для схемы прямой последовательности. 9Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

10 Не симметричные КЗ Обратная последовательность. Синхронные машины Магнитный поток, создаваемый токами обратной последовательности синхронной частоты, гармонически изменяется с двойной синхронной скоростью относительно ротора машины и обмотки возбуждения. Реактивное сопротивление синхронной машины зависит от степени несимметрии ротора. Для синхронной машины без демпферных обмоток Для машин с демпферными обмотками В качестве приближенных соотношений принимают: - Для машин без демпферных обмоток -Для турбогенераторов и машин с демпферными обмотками в обеих осях В практических приближенных расчетах для турбогенераторов принимают Токи нулевой последовательности создают практически только магнитные потоки рассеяния статорной обмотки, поэтому величина Х 0 синхронных машин мала и составляет примерно Х 0 = (0,15 ÷ 0,6), в задачах обычно задана. 10Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

11 Не симметричные КЗ Обратная последовательность. Нагрузка обобщенная Реактивность обратной последовательности нг зависит от ее состава. В практических расчетах для средней типовой пром. нг., основная часть которой состоит из АД: Если в качестве нг. выступает АД в чистом виде, тогда: Реактивность нулевой последовательности асинхронного двигателя, как и синхронных машин, определяется только рассеянием статорной обмотки и сильно зависит от типа и конструкции последней. Определяется опытным путем, а в задачах, если она действительно необходима для расчетов будет задана. 11Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

12 Не симметричные КЗ Нулевая последовательность Система токов нулевой последовательности существенно отличается от систем других последовательностей, вследствие чего сопротивления и схема нулевой последовательности, как правило, резко отличаются от таковых для прямой и обратной последовательностей. 12Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

13 Не симметричные КЗ Нулевая последовательность Реактивность нулевой последовательности трансформатора в значительной степени зависит от его конструкции и схемы соединения обмоток. Со стороны обмоток, соединенных в треугольник или звезду без заземленной нейтриали, независимо от того, как соединены другие обмотки тр-ра, исключена возможность протекания токов нулевой последовательности. Реактивность тр-ра нулевой последовательности в этих условиях: 13Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

14 Не симметричные КЗ Нулевая последовательность: двухобмоточный тр-р Для сравнения (для вариантов а и б): Следовательно можно считать: и 14Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

15 Не симметричные КЗ Нулевая последовательность: двухобмоточный тр-р Для варианта в) : Для группы из трех однофазных трансформаторов, а также для трехфазных четырех- и пятистержневых тр-ов ток намагничивания нулевой последовательности очень мал, так как в этом случае условия для магнитного потока практически те же, что и при питании трансформатора от источника напряжения прямой (или обратной) последовательности, поэтому Хµ =. В трехфазных трехстержневых трансформаторах, где магнитные потоки нулевой последовательности замыкаются через изолирующую среду и кожух трансформатора, необходим достаточно большой ток намагничивания. Такая реактивность Хµ0 находится в пределах Хµ0 = (0,3 ÷ 1,0). 15 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

16 Не симметричные КЗ Нулевая последовательность: трехобмоточный тр-р У трехобмоточных тр-ров одна из обмоток, как правило всегда соединена в треугольник, по этому для них всегда Хµ =. Автотрансформатор 16 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011