Напряжение нулевой обратной и прямой последовательностей

Понятия о системах прямой, обратной и нулевой последовательности

Система прямой последовательности состоит из трёх векторов равных по длине и сдвинутых друг относительно друга на. Причёмотстаёт от вектора(рис. 13.3 а).

В системе обратной последовательности вектор опережает

Система нулевой последовательности состоит из трёх равных векторов

Любую несимметричную систему трёхфазных напряжений, токов, ЭДС можно представить как результат наложения систем прямой, обратной и нулевой последовательностей (рис. 13.4).

(1)

(2)

Справедливо и обратное действие, – если каким-либо образом найдены симметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей, то по формулам (1) или (2) можно определить исходные несимметричные напряжения и токи в трёхфазной цепи (методом наложения).

(3)

Первоначальная задача (действие метода) – поиск симметричных составляющих и сходных несимметричных(аварийных) режимов. Он осуществляется путём расчёта трёх симметричных режимов: прямого, обратного и нулевого.

Расчёт каждого симметричного режима производится по своей схеме замещения, причём схемы прямой и обратной последовательности аналогичны (имеют одинаковую конфигурацию).

Составляют схему произвольно с использованием принципа компенсации, согласно которому любое сопротивлениеZ электрической цепи можно представить эквивалентным источникам ЭДС, направленным навстречу току в исходной ветви (рис. 13.5).

В схемах замещения фазные сопротивления линии передачи трёхфазных трансформаторов и трёхфазных электрических машин имеют различные величины для токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Линии передач

В трансформаторах магнитные потоки нулевой последовательности совпадают по фазе и поэтому не могут замыкаться по сердечнику и поэтому замыкаются по воздуху (рис. 13.6).

Магнитные потоки прямой () и также обратной () последовательностей сдвинуты наи поэтому замыкаются по сердечнику.

Поскольку магнитное сопротивление воздуха много больше магнитного сопротивления стали , то.

Это приводит к .

В электрических машинах прямая последовательность токов статора создаёт магнитное поле, вращающееся в одном направлении с ротором, а обратная система токов – в противоположном. Следовательно, частоты наведённых в роторе токов (прямых и обратных) оказываются различными. Это проводит к (сопротивление фазы электрической машины для токов прямой последовательности не равно обратной).

Токи статора нулевой последовательности не создают кругового вращающегося магнитного поля, условия их протекания в машине отличаются от условий для токов прямой и обратной последовательностей. В результате .

Для перехода от исходной цепи к схемам замещения поступают следующим образом: Место возникновения аварийного режима характеризуется несимметричными напряжениями, которые на основании принципа компенсации представлены источниками фиктивных, несимметричных ЭДС (напряжений)

Контрольные вопросы

1. К чему приводят повреждения и аварии в энергетических системах?

2. На какие две группы делят несимметрию?

3. К чему позволяет привести задачу метод симметричных составляющих?

4. Из чего состоит система нулевой последовательности?

5. Любую ли несимметричную систему трёхфазных напряжений, токов, ЭДС можно представить как результат наложения систем прямой, обратной и нулевой последовательностей?

6. Если каким-либо образом найдены симметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей, можно ли определить исходные несимметричные напряжения и токи в трёхфазной цепи?

7. В чем состоит первоначальная задача метода наложения?

8. Какая последовательность токов статора создает магнитное поле в электрических машинах?

Определение токов и напряжений при несимметричных к.з.

Ток прямой последовательности для различных видов к. з. определяют как ток условного трехфазного к. з.

где — результирующая э. д. с. схемы прямой последовательности; — результирующее сопротивление схемы прямой последовательности относительно точки к. з.; — дополнительное сопротивление, зависящее от вида к. з. и результирующих сопротивлений схем обратной и нулевой последовательностей.

Периодическая составляющая тока поврежденной фазы в месте к. з.

где — коэффициент пропорциональности, зависящий от вида к. з.

Значения и коэффициента для различных видов к. з. приведены в табл. 38-3. Там же даны основные расчетные формулы для токов и напряжений в месте повреждения для различных видов несимметричных к. з.

Векторные диаграммы токов и напряжений в месте повреждения для различных видов несимметричных к. з. показаны на рис. 38-28 — 38-30.

Таблица 38-3 Основные расчетные формулы для определения токов и напряжений при несимметричных коротких замыканиях

Наименования и обозначения определяемых величин

Вид короткого замыкания

двухфазное (рис. 38-28)

однофазное (рис. 38-29)

двухфазное на землю (рис. 38-30)

Условное обозначение вида к. з.

Токи в месте к. з.:

Напряжения в месте к.з.:

1. Оператор .

2. При построении векторных диаграмм (рис. 38-28-38-30) было принято ; для начального момента к. з. .

Рнс. 38-28. Векторные диаграммы в месте двухфазного короткого замыкания. а — напряжений; б — токов.

Рис. 38-29. Векторные диаграммы в месте однофазного короткого замыкания. а — напряжений; б — токов.

На рис. 38-31 представлены комплексные схемы замещения для несимметричных к. з., составленные по соотношениям в табл. 38-3. Комплексные схемы замещения могут быть использованы для аналитических расчетов к нахождения токов и напряжений при помощи расчетных установок.

Соотношения, приведенные в табл. 38-3, справедливы только для места к. з.

Для определения токов и напряжений в различных ветвях и точках схемы находят их симметричные составляющие по схемам соответствующих последовательностей, затем определяют (аналитически или путем графического построения векторных диаграмм) действительные значения фазных токов и напряжений. Следует учитывать, что для трансформаторов при переходе со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения комплексный коэффициент трансформации для прямой последовательности

для обратной последовательности

где N — номер группы соединения обмоток трансформатора.

Пример см. на рис 38-32.

Ток в нейтрали автотрансформатора не может быть определен непосредственно из его схемы замещения нулевой последовательности (см. рис. 38-23,6). Ток в нейтрали равен утроенному току нулевой последовательности общей обмотки. Последний определяют по исходной схеме автотрансформатора, из баланса токов нулевой последовательности в узле М (рис. 38-23, а). Токи нулевой последовательности сетей высшего и среднего напряжений предварительно определяют по схеме рис. 38-23, б и приводят к соответствующим ступеням напряжения.

Рис. 38-30. Векторные диаграммы в месте двухфазного короткого замыкания на землю. а — напряжений; б — токов.

Рис. 38-31. Комплексные схемы замещения при коротких замыканиях. а — двухфазном; б — однофазном; в — двухфазном на землю.

Рис. 38-32. Сдвиг напряжений прямой и обратной последовательностей в трансформаторе с соединением звезда/треуг.-11.

Дополнительно по теме

Общие указания к выполнению расчетов токов корткого замыкания

• Процесс короткого замыкания. Виды коротких замыканий. Действующее значение полного тока короткого замыкания. Ударный ток короткого замыкания. Мощность короткого замыкания. Методы расчета токов короткого замыкания.
• Расчетная схема. Исходные данные для составления схемы замещения. Схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов с расщепленными обмотками.
• Сотавление схемы замещения и расчет её параметров.

Трехфазное короткое замыкание

• Вычисление периодическиой составляющей тока трехфазного короткого замыкания. Вычисление начального периодического тока короткого замыкания. Определение ударного тока и наибольшего действующего значения тока короткого замыкания. Приближенный расчет периодической составляющей тока короткого замыкания.
• Метод расчетных кривых.
• Определение периодической составляющей тока короткого замыкания от мощных генераторов.
• Расчет тока трехфазного короткого замыкания по методу наложения.

Несимметричные короткие замыкания

• Исходные условия. Схемы отдельных последовательностей.
• Определение токов и напряжений при несимметричных коротких замыканиях.
• Определение тока в начальный момент несимметричного короткого замыкания.

Короткое замыкание с одновременным разрывом фазы

• Неполнофазный режим работы линии.
• Короткие замыкания на линии с односторонним питанием при обрыве одной фазы линии.

Напряжение нулевой обратной и прямой последовательностей

Решение задач по ТОЭ, ОТЦ, Высшей математике, Физике, Программированию .

/ Теория / ТОЭ / Лекция №19. Метод симметричных составляющих

Метод симметричных составляющих относится к специальным методам расчета трехфазных цепей и широко применяется для анализа несимметричных режимов их работы, в том числе с нестатической нагрузкой. В основе метода лежит представление несимметричной трехфазной системы переменных (ЭДС, токов, напряжений и т.п.) в виде суммы трех симметричных систем, которые называют симметричными составляющими. Различают симметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей, которые различаются порядком чередования фаз.

Напряжения прямой и обратной нулевой последовательностей

Eneken

Просмотр профиля

16.8.2021, 19:59

Группа: Пользователи
Сообщений: 25
Регистрация: 3.3.2011
Из: Украина
Пользователь №: 21830

Приветствую всех на форуме!
Стыдно признаться но прошу помощи в четком усвоении одного теоретического момента, или термина:
Чем принципиально отличаются напряжения прямой нулевой и обратной нулевой последовательностей?
Простыми словами и на простых примерах, без векторов и т.п.

с2н5он

Просмотр профиля

17.8.2021, 0:41

Группа: Модераторы
Сообщений: 22780
Регистрация: 12.7.2009
Из: Вологодская область
Пользователь №: 14996

а чем вектора не устраивают? для примера, вродь всё понятно
интереснее всего в этом вранье то, что оно враньё от первого до последнего слова

Roman D

Просмотр профиля

17.8.2021, 8:35

Инспектор Бел Амор

Группа: Пользователи
Сообщений: 10629
Регистрация: 11.8.2007
Из: Куртенгофъ
Пользователь №: 9187

Я по старости помню только прямую, обратную и нулевую. А про прямую нулевую забыл.
Самая главная часть каждого оружия есть голова его владельца! (С) Аркаша Дзюбин, фильм «Два бойца.»

Eneken

Просмотр профиля

23.8.2021, 12:47

Группа: Пользователи
Сообщений: 25
Регистрация: 3.3.2011
Из: Украина
Пользователь №: 21830

Цитата(с2н5он @ 17.8.2021, 0:41)
а чем вектора не устраивают? для примера, вродь всё понятно

«Ток в нейтральном проводе равен утроенному току нулевой последовательности» :
In = Ia + Ib + Ic.
Тоесть термин «нулевая последовательность» обозначает ток в нулевом проводе.

Когда эта последовательность «прямая», а когда «обратная» ?

mic61

Просмотр профиля

23.8.2021, 21:02

Группа: Модераторы
Сообщений: 1509
Регистрация: 7.2.2008
Из: Россия, ДНР, Донецк
Пользователь №: 10408

Цитата(Eneken @ 23.8.2021, 11:47)

«Ток в нейтральном проводе равен утроенному току нулевой последовательности» :
In = Ia + Ib + Ic.
Тоесть термин «нулевая последовательность» обозначает ток в нулевом проводе.

Когда эта последовательность «прямая», а когда «обратная» ?

Симметричные составляющие — это на стыке практики и теории трехфазных цепей.
Могу рассказать, но это долго.
Коротко: прямая последовательность — это когда вектора (фазы) трехфазной системы одинаковы по модулю, и имеют «нормальное» чередование. Т.е. вектор ф.В отстает от вектора ф.А на 120 град, а вектор ф.С опережает вектор ф. А на те же 120 град.
Обратная последовательность это когда вектора (фазы) трехфазной системы одинаковы по модулю, и имеют «обратное» чередование. Т.е. вектор ф.В опережает вектор ф.А на 120 град, а вектор ф.С отстает от вектора ф. А на те же 120 град.
Нулевая последовательность — это когда все три вектора равны по величине, и совпадают по фазе.
Если при «чистой» прямой последовательности двигатель крутится (условно) по часовой стрелке, то при «чистой» обратной последовательности двигатель будет крутиться против часовой стрелки.
Считается, что идеальная трехфазная система имеет только прямую последовательность, а если появляется (подмешивается) обратная, то симметрия нарушается. На многих импортных реле контроля трехфаного напряжения (что-то типа еще советских ЕЛ-11) есть уставочка по величине обратной последовательности (т.е. несимметрии подведенного напряжения) в % от прямой (потенцометр на «морде», при увеличении несимметрии выше уставки реле отключается).
Нулевая последовательность физически да — характеризуется величиной тока в нулевом проводе (для тока), или несимметрии фазных напряжений для векторов напряженя. Если в сети нет нулевого провода, то и нулевой последовательности быть не может.
Вкратце.