Рис. 2.2. Схемы замещения трансформаторов для токов нулевой последовательности
Рис. 2. 2. Схемы замещения трансформаторов для токов нулевой последовательности
Если в нейтраль трансформатора включено сопротивление (реактор) для ограничение токов однофазного КЗ, то через него протекает ток 3 Величина сопротивления ветви намагничивания ( Для трансформаторной группы, составленной из однофазных трансформаторов, а также для броневых трансформаторов имеется путь для магнитного потока с малым магнитным сопротивлением, а так как для любого устройства и физической среды В трёхстержневых трансформаторах путь для замыкания магнитного потока нулевой последовательности проходит через масло трансформатора, кожух трансформатора, изоляцию обмоток. В этом случае магнитное сопротивление для потока оказывается большим, а электрическое сопротивление ветви намагничивание при номинальной мощности трансформатора составляет порядка Для приведенных выше схем трансформаторов сопротивления имеют следующие значения:
♦ для трёхфазных групп из однофазных и броневых трансформаторов:
· · ♦ для трёхфазных трёхстержневых трансформаторов · при соединении обмоток · Сопротивление реактора главным образом определяется собственной индуктивностью каждой фазы (взаимоиндукция между фазами относительно мала), поэтому
2. 3. Сопротивление линий электропередачи токам нулевой последовательности Первоначально рассмотрим двухпроводную воздушную линию (ВЛ) электропередачи. Погонная (на единицу длины линии, обычно на 1 км) индуктивность и соответственно погонное индуктивное сопротивление двухпроводной линии определяется отношением магнитного потока, пронизывающего контур между центрами проводов, к току в линии. При этом одна часть потока пронизывает провод (внутренний поток При вычислении внутреннего потока полагаем плотность тока одинаковой по сечению (это допустимо при частоте тока 50 Гц), а линии магнитной индукции внутри провода в виде концентрических окружностей, каждая из которых охватывает часть тока
где
При вычислении потока учитывается, что элементарный поток охватывает указанную часть тока, т. е.
Индуктивность, соответствующая внутреннему потоку, не зависит от радиуса провода. Индуктивность, обусловленная внешним потоком
где Полная индуктивность двухпроводной линии а индуктивное погонное сопротивление соответственно
Здесь
Структура выражения учитывает только индуктивность, обусловленную внешним потоком. Поток внутри провода заменяется потоком между эквивалентным и действительным радиусами. Очевидно, чтобы притом же токе и отсутствии внутреннего магнитного поля создать поток, равный сумме потоков от внутреннего и внешнего магнитных полей реального провода, заменив, таким образом, внутренний магнитный поток внешним, радиус провода из сверхпроводящего материала должен быть соответственно уменьшен. Для многожильных проводов С повышением напряжения от 6 до 220 кВ увеличивается расстояние между проводами от 0, 5 до 5 метров. Индуктивность линии при этом увеличивается незначительно, так как основной поток охватывает ток в непосредственной близости к проводу. Кроме того, с увеличением напряжения диаметр проводов также обычно увеличивается. Линии напряжением 330-1150 кВ выполняются с расщеплёнными проводами. Для таких линий вместо
где Выразив в (2. 5) натуральный логарифм через десятичный и подставив в это выражение
При частоте тока 50 Гц индуктивное сопротивление равно
при этом полное сопротивление провода
где Далее получим выражение для определения индуктивного сопротивления контура провод-земля. Линии магнитного поля, создаваемого токами в земле, имеют большую длину, поэтому магнитная индукция, магнитный поток и соответственно индуктивность земли незначительны. Обычно считают, что индуктивность контура провод-земля определяется лишь индуктивностью провода. Поскольку земля представляет собой проводник очень больших размеров, а ток в земле является переменным, то его распределение в земле неравномерно. Наибольшая плотность тока оказывается на поверхности земли под проводом (рис. 2. 3), а по мере удаления в стороны и углубления в землю плотность тока уменьшается.
Если пренебречь токами в тех частях земли, где их плотность не превышает 5% плотности тока под проводом, то можно считать, что в проведении тока в земле участвует объём земли, заключённый в полуцилиндре, ось которого находится на поверхности земли под проводом. Радиус поперечного сечения полуцилиндра зависит от удельной проводимости земли. Проводимость сырой земли составляет Аналитическое выражение для закона распределения тока в земле (распределение тока в земле подчиняется закону, аналогичному закону растекания тока в массивных проводниках) является довольно сложным вследствие непостоянства проводимости земли вдоль трассы воздушной линии и по мере удаления от оси линии, конечных размеров земли и влияния концевого эффекта, т. е. особого распределения тока в местах его входа в землю и выхода из неё. Для упрощения задачи обычно землю считают однородным проводником, имеющим бесконечные размеры, а влиянием концевого эффекта пренебрегают. При указанных допущениях выражение для индуктивного сопротивления провода воздушной линии, при возврате тока в земле и частоте тока
Это выражение можно представить в следующем виде
где Сравнивая выражения (2. 6) и (2. 7), можно сделать вывод, что они аналогичны, только в (2. 7) вместо расстояния между прямым и обратным проводом входит величина
Величина
Одноцепная линия. Сопротивление нулевой последовательности трёхфазной воздушной линии складывается из собственного сопротивления фазы
Векторы токов (напряжений и потоков) нулевой последовательности всех фаз совпадают по направлению. Приближённо считая, что проводники трёхфазной линии расположены в вершинах равностороннего треугольника или выполнен полный цикл транспозиции проводов, запишем
где С физической точки зрения между сопротивлениями прямой Двухцепная линия. Для двухцепной воздушной линии Так как векторы токов (и потоков) нулевой последовательности обоих цепей совпадают по направлению, то сопротивление линии определяется по формуле
где Очевидно, что
где
Таким образом, наличие второй цепи приводит к увеличению сопротивления линии токам нулевой последовательности. Если линии находятся друг от друга на расстоянии более 400-500 м, то их взаимным влиянием можно пренебречь. Если КЗ на землю происходит на одной из линий (рис. 2. 4, а, где
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|