Напряжение нулевой последовательности это: Напряжение нулевой последовательности — это… Что такое Напряжение нулевой последовательности?

Напряжение нулевой последовательности — это… Что такое Напряжение нулевой последовательности?

напряжение нулевой последовательности — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] напряжение нулевой последовательности Векторная сумма всех фазозаземленных напряжений в трехфазной системе. [IEV 321 03 09 измененный] [ГОСТ Р МЭК 60044 7 2010] EN residual voltage… …   Справочник технического переводчика

трехкратное напряжение нулевой последовательности — Часто называется остаточным напряжением или напряжением в нейтральной точке [ABB] EN three times the zero sequence voltage Often referred to as the residual voltage or the neutral point voltage. [ABB] Тематики релейная защита EN 3Vothree times… …   Справочник технического переводчика

напряжение (ток) нулевой последовательности — 112 напряжение (ток) нулевой последовательности: Симметричная составляющая трехфазной несимметричной системы напряжений (токов), совпадающих между собой по фазе de. Spannung (Stromes) der Nullfolgerichtigkeit en. Voltage (current) of zero… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ток короткого замыкания нулевой последовательности — Один из токов симметричной неуравновешенной трехфазной системы токов короткого замыкания нулевого следования фаз. Примечание. Аналогично определяют напряжение нулевой последовательности при коротком замыкании [ГОСТ 26522 85] Тематики… …   Справочник технического переводчика

ток короткого замыкания нулевой последовательности — ток короткого замыкания нулевой последовательности: Один из токов симметричной неуравновешенной трехфазной системы токов короткого замыкания нулевого следования фаз. Примечание Аналогично определяют напряжение нулевой последовательности при… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

направленная токовая защита нулевой последовательности — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Нулевая последовательность фаз. Согласно теории симметричных составляющих любую несимметричную систему трех токов или напряжений обозначим их А, В, С можно представить в виде трех… …   Справочник технического переводчика

Трансформатор напряжения нулевой последовательности — English: Residual voltage transformer Трехфазный трансформатор напряжения или группа из трех однофазных трансформаторов напряжения со вторичными обмотками, соединенными в разомкнутый треугольник так, чтобы между соответствующими выводами получить …   Строительный словарь

напряжение — 3.10 напряжение: Отношение растягивающего усилия к площади поперечного сечения звена при его номинальных размерах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ток — ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который может протекать длительно по проводнику, устройству или аппарату при определенных условиях без превышения определенного значения их… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52735-2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ — Терминология ГОСТ Р 52735 2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ оригинал документа: апериодическая составляющая тока короткого замыкания в электроустановке:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

!_1

Схема замещения нулевой последовательности по конфигурации сильно отличается от других схем. Существуют значительные отличия и в величинах сопротивлений.

Прежде всего, в месте КЗ напряжение равно напряжению нулевой последовательности.

Как видно из рисунка, схема замещения своим началом имеет точку КЗ, а ограничивается она путями протекания токов нулевой последовательности. Как уже отмечалось, симметричная система токов нулевой последовательности существенно отличается от прямой и обратной. Она представляет собой систему трех переменных токов, совпадающих по фазе и имеющих одинаковую амплитуду. Эти токи являются, по существу, разветвлением однофазного переменного тока, для которого три провода трехфазной цепи составляют один прямой провод, а обратным служит земля или четвертый (нулевой) провод.

Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов

Большое значение имеют соединения обмоток трансформаторов сети и заземление их нейтралей. Чтобы из точки КЗ протекал в данную часть схемы ток нулевой последовательности, необходимо, чтобы у трансформатора имелась заземленная нейтраль. Обмотки, незаземленные и соединенные в треугольник, являются фильтрами нулевой последовательности и не дают возможности соответствующим токам протекать дальше по схеме или в землю.

В приведенном примере трансформатор слева (Т-1) имеет заземленную первичную обмотку и вторичную собранную треугольником. Токи нулевой последовательности достигают трансформатора и стекают на землю через его нейтраль, но не распространяются дальше в остальную часть левой схемы (вторичная обмотка трансформатора собрана треугольником, о ее последствии ниже). Между тем, путь токам справа не ограничивает трансформатор Т-2, т. к. его обмотки со стороны высокого и среднего напряжений имеют заземленную нейтраль, и токи нулевой последовательности продолжают путь в остальную правую часть схемы, но только потому, что там, в системе, есть заземленная нейтраль, показанная на принципиальной схеме соответствующим значком. Если бы этот значок показывал, что нейтраль не заземлена, то схему следовало бы закончить трансформатором.

Отдельно нужно рассмотреть обмотку низкого напряжения трансформатора Т-2. Она собрана в треугольник. Треугольник является фильтром для токов нулевой последовательности: они способны трансформироваться в него, но, протекая через обмотки фаз, замыкаются друг с другом. По этой причине на схеме показан путь для протекания токов через сопротивление низкой обмотки трансформатора на землю, хотя фактически там земли нет.

Вторичная обмотка трансформатора Т-1 также собрана в треугольник. Сопротивление нулевой последовательности, таким образом, складывается из сопротивления первичной обмотки, через которое токи непосредственно стекают в землю и из сопротивления вторичной, собранной в треугольник, в которой они замыкаются сами на себя. В итоге трансформатор в схеме показан своим полным реактивным сопротивлением.

На самом деле существует большое количество вариантов схем замещения трансформаторов в зависимости от схем соединения их обмоток, конструкции и их типа. Практически достаточно знать только приведенные два простых случая, сложные случаи запоминать нет необходимости. Достаточно просто воспользоваться справочной литературой.

Ниже приведены варианты.

Двухобмоточный трансформатор может быть представлен так:

На этих схемах предполагается, что замыкание происходит слева.

Первый вариант представляет собой схему соединения обмоток двухобмоточного трансформатора типа звезда с землей — треугольник. Это есть рассмотренный выше случай.

Однако на схеме указано еще сопротивление намагничивания. Но так как ток намагничивания достаточно мал (составляет около 1% от номинального), то можно считать, что это сопротивление настолько велико, что им можно пренебречь. Тогда трансформатор войдет в схему замещения только одним своим сопротивлением, которое рассчитывается обычной известной формулой.

Второй вариант представляет трансформатор с соединением вторичной обмотки в звезду и даже заземленную, но вот будут протекать токи нулевой последовательности через него или нет, зависит от того, есть или нет заземление нейтралей оборудования в остальной правой части схемы. Если есть, то трансформатор войдет в схему последовательно соединенным одним своим сопротивлением (рассчитанным как и для случая трехфазного КЗ). Если нет, то трансформатор следует представить сопротивлением первичной обмотки и сопротивлением намагничивания. Оно столь велико, что в приближенных расчетах часто принимают равным бесконечности, а значит, токи через трансформатор не текут.

Последние рассуждения справедливы и для третьего представленного варианта схемы замещения двухобмоточного трансформатора.

Обычно в расчетах этого бывает достаточно.

Между тем, величина сопротивления намагничивания сильно зависит от конструкции трансформатора. Все, что было сказано, подходит для группы трех однофазных трансформаторов и трехфазного с четырьмя или пятью магнитопроводами:

В трехфазных трехстержневых трансформаторах, где магнитные потоки нулевой последовательности замыкаются через изолирующую среду и кожух трансформатора, оказывается достаточно большой ток намагничивания. Реактивность в этом случае находится в пределах Хµ0 = (0,3 ч 1,0):

У трехобмоточных трансформаторов одна из обмоток, как правило, всегда соединена в треугольник, поэтому для них всегда Хµ = ∞.

Сопротивление нулевой последовательности линии электропередачи

В то время как при токе прямой (обратной) последовательности  взаимоиндукция с другими фазами уменьшает сопротивление фазы, при токах нулевой последовательности она увеличивает его.

Токи нулевой последовательности, протекающие в тросах ЛЭП,  оказывают размагничивающее действие, что приводит к некоторому уменьшению результирующего потокосцепления фазы. В зависимости от материала троса они оказывают разное влияние на уменьшение индуктивного сопротивления нулевой последовательности линии.

Средние значения соотношений между Х0 и Х1 для воздушных линий:  

Средние значения соотношений между Х0 и Х1 для кабельных линий:

В ориентировочных расчетах для трехжильных кабелей сопротивления нулевой последовательности обычно принимают R0 ≈ 10∙R1;   X0 = (0,35 ч 4,6)∙Х1 .

Сопротивление нулевой последовательности машин и нагрузки

Реактивность нулевой последовательности асинхронного двигателя, как и синхронных машин, определяется только рассеянием статорной обмотки и сильно зависит от типа и конструкции последней. Обычно сопротивление определяется опытным путем, а в задачах, если она действительно необходима для расчетов, бывает известна.

Э.д.с. генераторов симметричны и не являются источниками нулевой последовательности.

Если в задаче нагрузка указана как отходящая ветвь с шин высокого напряжения (например, 110кВ, 220кВ и т. п.), то в схеме замещения ее обычно НЕ учитывают на том основании, что нагрузок на такие напряжения не существует:

Нагрузка может существовать на более низком классе напряжения, следовательно, до нее на схеме должен находиться трансформатор, скажем, 110/10кВ со вторичной обмоткой, соединенной с сетью с изолированным режимом нейтрали (класс напряжений свыше 1000В до 100кВ не включительно). По этой причине токи нулевой последовательности до нагрузки не дойдут, а параметры трансформатора мы не знаем, следовательно, просто считаем схему соединения его обмоток таковыми, что токи нулевой последовательности через него не протекают.

Сопротивление нулевой последовательности электрического реактора

Сопротивление реактора рассчитывается так же (причем для всех трех последовательностей оно одинаково), как и в случае трехфазного КЗ, если он включен последовательно в электрическую сеть.

Однако, включенный в нейтраль трансформатора, он вводится в схему замещения (только нулевой последовательности, притом последовательно с сопротивлением трансформатора) своим утроенным сопротивлением. Это объясняется тем, что в нейтралях протекает утроенный ток, а падение напряжения на сопротивлении реактора должно быть обеспечено в однолинейной схеме замещения.

Примечание.

Со стороны обмоток, соединенных в треугольник или звезду без заземленной нейтрали, независимо от того, как соединены другие обмотки трансформатора, исключена возможность протекания токов нулевой последовательности.

Реактивность трансформатора нулевой последовательности в этих условиях:

,

а вопросы токов и напряжений такого вида замыкания рассматриваются в другом разделе

Принцип и применение нулевой последовательности Трансформатор тока — трансформатор тока — Новости

Принцип и применение токового трансформатора нулевой последовательности

Принцип и применение трансформатора тока нулевой последовательности

В трехфазной четырехпроводной схеме фазы трехфазных токов равны нулю. То есть, если Ia + Ib + IC = 0 подключен к трансформатору тока в трех фазах и четырех линиях, индуцированный ток равен нулю. Когда электрический ток или неисправность утечки в цепи, ток утечки, протекающий через петлю, затем через фазу трансформатора трехфазного тока и фазу, изменяющуюся от нуля, и количество: Ia + Ib + Ic = I (трансформатор тока ), так что две вторичные катушки имеют индуцированное напряжение, часть обнаружения напряжения в электронной цепи и резервное устройство сравнивают заданные значения рабочего тока, такие как большее, чем текущее действие, даже если чувствительное действие реле, действующее на исполнительный механизм выкл. Введенный здесь взаимный индуктор называется трансформатором тока нулевой последовательности. Величина фазы трехфазного тока не равна нулю, а ток — ток нулевой последовательности.

Когда трехфазная схема асимметрична, ток можно разложить на положительную последовательность, отрицательную последовательность и ток нулевой последовательности. Положительная фазовая чередование трехфазного переменного тока относится к нормальному (т. Е. Разность трехфазных пространств A, B, C 120 градусов, нормальная последовательность фаз), отрицательная последовательность относится к трехфазной последовательности, противоположной и нормальной фазе (разность фаз по-прежнему равен 120 градусам, все равно баланс), нулевая последовательность (A, B, C относится к текущему разложению того же размера и третьей фазе с фазором. Трансформатор тока нулевой последовательности устанавливается на трехжильном кабеле, а нулевая последовательность ток отображается за пределами несбалансированного трехфазного (из-за того же значения фазы).

Трансформатор тока нулевой последовательности

Трансформатор тока нулевой последовательности является монитором сбоев линии, так как только один сердечник и две обмотки, когда они будут использоваться, будут первым трехжильным кабелем через ядро ​​трансформаторного сердечника, двумя проводами, подключенными к выделенному реле, а затем принимаемыми реле выходного сигнального устройства или системы сигнализации. В нормальных условиях трехфазный ток в первичной петле в основном сбалансирован, а его синтетический магнитный поток близок к нулю. В двух обмотках трансформатора нет индуцированного тока. Когда в первичной цепи возникает однофазная ошибка заземления, в первичной цепи генерируется несбалансированный ток, что означает ток нулевой последовательности. В двух витках крошечный ток индуцируется, заставляя реле действовать и сигнализировать. Ток реле очень мал (уровень мА). Это называется чувствительностью двух токового тока или трансформатора тока нулевой последовательности (она также может быть выражена минимальным током срабатывания), и это основной индекс операции. Основной принцип защиты трансформатора тока нулевой последовательности основан на действующем законе Кирхгофа: алгебраическая сумма комплексных токов любого узла в цепи равна нулю, т. Е. Сигма I = 0, которая использует нулевую последовательность CT в качестве выборки элемент. В соответствии с электрооборудованием при условии нормального вектора фазовый ток и нуль (защита от токовой последовательности нулевой последовательности предполагают новализованный небалансный ток), поэтому две обмотки нулевой последовательности CT (без выходного сигнала, когда защита тока нулевой последовательности от несбалансированного ток), привод не перемещается. Когда ток заземления вектора тока и ток неисправности не равен нулю, цепь CT нулевой последовательности сердечника магнитного потока в двух вторичном индукционном напряжении нулевой последовательности CT приводит в движение привод, управляет отключающим устройством, коммутационной сетью электропитания, для достижения цели защита от замыканий на землю.

Ток нулевой последовательности отличается от остаточного тока. Ток нулевой последовательности измеряется Ia + Ib + Ic. Когда это симметричная нагрузка, она равна 0, но на самом деле она не может быть равна 0. Всегда будет несбалансированный ток. Остаточный ток измеряется Ia + Ib + Ic + N, и в это время нормальное состояние равно 0 независимо от нагрузки. Поэтому остаточный ток будет более чувствительным, чем ток нулевой последовательности. Принцип работы токового трансформатора тока нулевой последовательности низкого напряжения заключается в том, что если в трехфазном четырехпроводном трансформаторе имеется трансформатор тока, ток индукции равен нулю. Когда электрический ток или неисправность утечки в цепи, ток утечки, протекающий через петлю, затем через фазу трансформатора трехфазного тока и фазу, изменяющуюся от нуля, и количество: Ia + Ib + Ic = I (трансформатор тока ), так что две вторичные катушки имеют индуцированное напряжение, часть обнаружения напряжения в электронной цепи и резервное устройство сравнивают заданные значения рабочего тока, такие как большее, чем текущее действие, даже если чувствительное действие реле, действующее на исполнительный механизм выкл. Введенный здесь взаимный индуктор называется трансформатором тока нулевой последовательности. Величина фазы трехфазного тока не равна нулю, а ток — ток нулевой последовательности.

Применение трансформатора тока нулевой последовательности в трехфазной цепи, соответственно, снабжено трансформатором тока (CT) или трехфазным проводником через трансформатор тока, также может устанавливать трансформатор тока в нейтральной линии N и определять ток вектор с использованием трехфазного трансформатора тока, нулевую последовательность тока Io, IA + IB + IC = IO, когда баланс трехфазной нагрузки на линии полностью (отсутствие замыкания на землю, без учета схемы тока утечки и электрического оборудования) IO = 0; когда дисбаланс трехфазной нагрузки линии, IO = IN, ток нулевой последовательности в течение времени, когда ток разбаланса IN; возникает одна фаза замыкания на землю, будет возникать однофазный ток замыкания на землю: Id, ток нулевой последовательности, обнаруженный при IO = IN + Id, представляет собой векторный и трехфазный несбалансированный ток и однофазный ток заземления

Объем применения трансформатора тока нулевой последовательности

Серия CXRDLJ с трансформатором тока с нулевой последовательностью — тип кабеля, пластмассовая оболочка из ABS, литьевая смола в уплотнение, хорошая изоляция, красивый внешний вид, обладает высокой чувствительностью, хорошей линейностью, надежной работой, простой установкой, ее производительность лучше, чем токовая взаимная индуктивность с нулевой последовательностью. Широкий диапазон применений, не только адаптируемый к электромагнитной релейной защите, может адаптироваться к электронному и микрокомпьютерному устройству защиты, пользователь может в соответствии с режимом работы системы (нейтральное заземление, нейтральное заземление, высокое сопротивление заземления и низкое сопротивление заземление, заземление катушки Петерсона) трансформатор тока нулевой последовательности, выбрав подходящий.

Трансформатор тока нулевой последовательности используется более широко, не только приспосабливается к защите реле электромагнитного типа, может адаптироваться к электронному и микрокомпьютерному устройству защиты, пользователь может в соответствии с режимом работы системы эффективно заземлять нейтральное или нейтральное неэффективное заземление, соответствующий трансформатор тока нулевой последовательности.

Трансформатор тока нулевой последовательности используется в сочетании с устройствами защиты релейной защиты и сигналами при генерации нулевого нумерационного тока в энергосистеме, так что элементы устройства могут быть перемещены для обеспечения защиты или мониторинга. Трансформатор тока нулевой последовательности серии DH — LJ делает тип кабеля, использует пластмассовую оболочку ABS, смолу заливают в полное уплотнение, эффективность изоляции хороша, и внешний вид прекрасен. Он имеет характеристики высокой чувствительности, хорошей линейности, надежной работы, удобной установки и т. Д. Токовая взаимная индуктивность с нулевой последовательностью лучше, чем обычная, более широко используемая, не только адаптируется к защите реле электромагнитного типа, может адаптироваться к электронному и микрокомпьютерному устройству защиты, пользователь может в соответствии с режимом работы системы, эффективно заземленной нейтралью или нейтральное неэффективное заземление, соответствующий трансформатор тока нулевой последовательности. Принцип: основной принцип защиты от нулевой последовательности основан на законе тока Кирхгофа: алгебре комплексного тока любого узла в цепи и равна нулю. Когда линия и электрооборудование являются нормальными, векторная сумма каждого фазного тока равна нулю. Поэтому двухсторонняя обмотка трансформатора тока нулевой последовательности не имеет выходного сигнала, и исполнительный элемент не действует. Когда ток заземления вектора тока и ток неисправности не равны нулю, сердечники магнитного потока трансформатора тока нулевой последовательности, второе напряжение индукции вторичной стороны трансформатора тока нулевой последовательности, так что действие привода приводит в действие отключающее устройство, коммутирующую сеть электропитания, к достичь цели защиты от замыкания на землю.

Возможно установить трансформатор тока на трехфазных линиях или подключить трехфазные проводники через трансформатор тока нулевой последовательности или установить трансформатор тока нулевой последовательности на нейтральной линии N и использовать его для обнаружения трехфазного вектора тока сумма.

Add: No.38 South Taoyuan Road, Yaozhuang Town, Jiashan County, Jiaxing, провинция Чжэцзян, Китай
Контактное лицо: Elva Zhuang & Sunny Ni
Тел: + 86-573-84775555
Факс: + 86-573-84776699
Телефон: + 86-13732570078
E-mail: [email protected]
        [email protected]

Портал ТОЭ — Лекции — Теоретические основы электротехники

4.7 Применение метода симметричных составляющих к расчёту трёхфазной системы

Если к выводам симметричной трёхфазной цепи приложена несимметричная система фазных напряжений, которая может быть разложена в симметричную систему напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей, то в цепи возникнет симметричная система токов той же последовательности, что и приложенные напряжения. Отношение напряжений к токам называется комплексными сопротивлениями цепи прямой Z₁, обратной Z₂ и нулевой Z₀ последовательностей.

4.7.1 Статические цепи

Для статических симметричных цепей изменение порядка следования фаз напряжений не изменит токов, т.е. для них Z₁= Z₂.

Рассмотрим статическую трёхфазную симметричную цепь. Пусть к её выводам приложена система фазных напряжений нулевой последовательности: _A= _B= _C= ₀, тогда İ_A= İ_B= İ_C= İ₀.

Ток в нейтральном проводе İ_N= 3İ₀.

При отсутствии нейтрального провода токи нулевой последовательности протекать не могут, Z₀= ∞; İ₀= 0; Z_N= ∞.

При расчёте цепей МСС рассматривают отдельные схемы для токов и напряжений разных последовательностей. Сопротивление в нейтральном проводе не оказывает влияния на симметричные системы токов прямой и обратной последовательностей, поэтому в схемах для токов этих последовательностей сопротивление в нейтральном проводе не указывают.

В схемах для симметричных токов и напряжений нулевой последовательности вместо Z_N в нейтральный провод вводят утроенное значение этого сопротивления в каждую фазу.

Все расчёты ведут для одной фазы, которую называют основной, обычно это фаза A. Так, например, схемы замещения представляются в виде:

прямая последовательность	обратная	нулевая

Алгоритм расчёта

1. С учётом несимметрии цепи или режима составляем трёхфазную систему напряжений.
2. Раскладываем несимметричную систему напряжений на симметричные составляющие.
3. Для каждой последовательности составляем схемы замещения на основную фазу.
4. Определяем токи всех последовательностей.
5. По найденным составляющим определяем действительные токи по принципу наложения.

4.7.2 Динамические трёхфазные цепи (электрические машины)

Для динамических трёхфазных цепей Z₁≠Z₂. Так, например, в асинхронном двигателе под действием U₁ в статоре создаётся круговое вращающееся поле, которое увлекает за собой ротор. Частота вращения ротора на 1,5–4% меньше частоты вращения магнитного поля. Система напряжений обратной последовательности создаёт круговое вращающееся поле, но направление го вращения обратно направлению вращения поля прямой последовательности. Реально это обеспечить можно, вращая ротор асинхронного двигателя посторонним двигателем в прежнем направлении, а питающее напряжение подать обратной последовательности. При этом в обмотках будет симметричная система токов обратной последовательности, которая создаст магнитное поле, вращающееся с той же скоростью, но навстречу движению ротора. В результате вращающееся магнитное поле относительно ротора будет иметь скорость, почти в два раза превышающую скорость движения поля относительно статора и во много раз превышающую скорость поля относительно ротора при нормальном режиме работы. Возрастают токи, индуктированные в роторе, вследствие чего они в большей степени будут ослаблять наводящее их магнитное поле (по закону Ленца). За счёт уменьшения общего магнитного поля уменьшится само-ЭДС в статоре, поэтому увеличатся токи статора.

U₁ создаёт в роторе токи частотой (ω_1поля− ω_рот) ⇒ (0,02 0,05)ω_1поля.

U₂ создаёт в роторе токи частотой (ω_2поля+ ω_рот) ⇒ (1,98 1,95)ω_2поля.

Таким образом, при одинаковых U₁= U₂ и ω₁= ω₂I₂ больше I₁, значит, Z₂ Z₁ (за счёт индуктивных составляющих).

Токи нулевой последовательности не создают вращающегося магнитного поля, т.к. направлены одинаково (без временного сдвига). Вокруг статорных обмоток ими создаются пульсирующие потоки, которые замыкаются через воздушный зазор на роторе.

Таким образом Z₁≠Z₂≠Z₀.

Токи нулевой последовательности и емкостные токи. (Страница 1) — Спрашивайте

На одном из форумов я нашел следующиее обяснение:

Токов нулевой последовательности в реальной жизни нет, разложение электрических величин (тока, напряжения, сопротивления) на состравляющие прямой, обратной, нулевой последовательности- это удобный математический ход описания (моделирования) реальных физических процессов возникающих (в частности если говорить про токи нулевой последовательности) при несимметричных режимах эл.цепей, в то время КАК токи третьей гармоники реально существуют.
разложение токов на последовательности пошло из теории электрических машин
вкратце:
1)Токи прямой последовательности «ответственны» за создание магнитного поля вращающегося синхронно с ротором
2)Токи обратной последовательности «ответственны» за создание обратно-синхронно магнитного поля
2)Токи нулевой последовательности «ответственны» за создание полей рассеяния обмотки якоря
Эти поля есть, и в реальности накладываясь одно на другое они создают НЕКОТОРОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ,но их как бы «рассредоточили»
Токи третей (и более высших) гармоник ничего общего с токами нулевой пос-ти не имеют
вкратце:
так как появилось НЕКОТОРОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, в состав которого входят пульсирующие поля, обратно-синхронные поля…то это приведёт к тому что привычная синусоида тока (например на выводах генератора) исказиться , говорят что имеют место высшие гармоники, т.е. искаженную из-за НЕКОТОРОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ синусоду можно разложить в ряд Эйлера-Фурье,где каждая гармоника-уже ПРИВЫЧНАЯ синусоида но меньшей амплитуды (вобще количество гармоник бесконечно, но часто ограничеваются тремя)

Ток нулевой последовательности — по определению — это сумма токов трех фаз.
Если ток трех фаз содержат только первую гармонику, симметричны (равны по величине и имеют начальные фазы сдвинутые на 120 эл. градусов ), то их сумма равна нулю.
Если тока фаз содержат в себе кроме первой гармоники еще и третью, то при их суммировании надо учитывать, что начальные фазы третьих гармоник надо умножить на 3. В этом случае получается 120*3=360. И синусоиды третьих гармоник фаз А,В и С поэтому имеют одинаковую начальную фазу и складываясь дают утроенный ток третьей гармоники в нулевом проводе.

что считаете по этому поводу?

Ответы на экзаменационные вопросы № 1-30 дисциплины «Переходные процессы в электроэнергетических системах» (Причины возникновения переходных процессов. Распределение и трансформация токов и напряжений при несимметричных КЗ), страница 6

Схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности. Различие между ними состоит в том, что в схеме обр. последовательности э.д.с. всех генерирующих ветвей условно принимают равными нулю. Началом схемы прямой или обратной последовательности считают точку, в кот. объединены свободные концы всех генерирующих и нагрузочных ветвей; это точка нулевого потенциала схемы соответствующей последовательности. Концом схемы прямой или обратной последовательности считают точку, где возникла рассматриваемая несимметрия. При продольной несимметрии каждая из схем имеет два конца; ими являются две точки, между которыми расположена данная продольная несимметрия. К концу или между концами схем отдельных последовательностей приложены напряжения соответствующих последовательностей, возникающие в месте несимметрии.

Токи нулевой последовательности по существу являются однофазным током, разветвленным между тремя фазами и возвращающимся через землю и параллельные ей цепи. Схема нулевой последовательности в значительной мере определяется соединением обмоток участвующих Тр. и АТ.

Составление схемы, нулевой последовательности как правило начинают от точки, где возникла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности. При продольной несимметрии это напряжение прикладывается последовательно, в рассечку фазных проводов.

 

1                     2                  3                4                      5

Пример: в месте к.з. произошла продольная несимметрия.

Схема замещения прямой последовательности

Хсум=Х1+Х2+Х3+Х4+Х5

Схема замещения обратной последоваательности:

При продольной несимметрии  циркуляция токов нулевой последовательности возможна даже при отсутствии заземленных нейтралей, если при этом имеется замкнутый контур через обходные пути той же электрически связанной цепи. При отсутствии таких путей протекание токов нулевой последовательности в рассматриваемых условиях возможно только в том случае, если в той же электрически связанной цепи имеются заземленные нейтрали с обеих сторон от места, где приложено напряжение нулевой последовательности.

Хсум.о.=Х2+Х3+Х4

А4.17 Правило эквивалентности прямой последовательности. Следствие из правила Щедрина

Ток прямой последовательности определяется по выражению:

Это выражение называется правилом Щедрина: ток прямой последовательности при любом несимметричном КЗ может быть определен, как ток 3-х фазного КЗ в точке удаленной от действительной точки КЗ на дополнительную реактивность  называемую шунтом, величина которой не зависит от схемы замещения прямой последовательности и определяется результирующими сопротивлениями обратной и нулевой последовательности.

1) 3-х фазное КЗ:

2) 2-х фазное КЗ:

3) 1 фазное КЗ:

4) 2-х фазное КЗ на землю:

Полный ток:

где m – коэффициент пропорциональности;

Следствие из правила Щедрина:

Напряжение прямой последовательности при любом несимметричном КЗ определяется как произведение тока прямой последовательности для данного тока КЗ на величину шунта.

А4.18Порядок аналитического метода расчета несимметричных КЗ

1.Задаёмся базисными условиями.

2.Составляем схему замещения обратной последовательности и определяется

3.Составляем схему замещения нулевой последовательности и определяется

4.Определяется величина шунта

5. Составляем схему замещения прямой последовательности в которой действительная точка КЗ удаляется на величину шунта  и определяется ток прямой последовательности:

6.Определяется ток несимметричного КЗ:

А4.19 Соотношение между токами трехфазного КЗ и токами нессиметричных КЗ

Ограничим поставленную задачу сравнением токов несимметричных КЗ с током трехфазного КЗ. Для этого необходимо получить отношение токов, используя выражение (5.29) в виде

Для однофазного и трехфазного КЗ это отношение с учетом  примет вид

Суммарное сопротивление нулевой последовательности изменяется в очень широких пределах (0 < x_0∑ < ∞). При этом отношение токов определяется следующим образом:

Измерение напряжения нулевой последовательности с помощью симметричной резисторной сети. v …

Context 1

… модуляция, фазные напряжения, подаваемые на инвертор, сбалансированы, т.е. они не содержат компонент нулевой последовательности. Другие методы модуляции, такие как пространственный вектор или прерывистая модуляция, управляют напряжением нулевой последовательности с целью увеличения максимального напряжения, которое может быть сгенерировано, или минимизации потерь инвертора. На рис. 12а показаны фазные напряжения, подаваемые на инвертор для пространственно-векторной модуляции и метода прерывистой модуляции, на рис.12b показано заданное напряжение нулевой последовательности (12), а на рис. 12c показан результирующий частотный спектр. Из рисунка 12c можно увидеть, что эти методы вводят компоненты нулевой последовательности на частотах, которые …

Контекст 2

… Другие методы модуляции, такие как пространственный вектор или прерывистая модуляция, управляют напряжением нулевой последовательности, с целью увеличения максимального напряжения, которое может генерироваться, или минимизации потерь инвертора. На рис. 12а показаны фазные напряжения, подаваемые на инвертор для пространственно-векторной модуляции и метода прерывистой модуляции, на рис.12b показано заданное напряжение нулевой последовательности (12), а на рис. 12c показан результирующий частотный спектр. Из рисунка 12c можно увидеть, что эти методы вводят компоненты нулевой последовательности на частотах, которые являются тройными гармониками основной частоты. Это важно, поскольку 0-7803-8487-3 / 04 / $ 20,00 (C) 2004 IEEE гармоника при 3ω …

Контекст 3

… модуляция, подача напряжения нулевой последовательности, с целями увеличение максимального напряжения, которое может генерироваться, или минимизация потерь инвертора.На рис. 12а показаны фазные напряжения, поданные на инвертор для пространственно-векторной модуляции и метода прерывистой модуляции, на рис. 12b показано заданное напряжение нулевой последовательности (12), а на рис. 12с показан результирующий частотный спектр. Из рисунка 12c можно увидеть, что эти методы вводят компоненты нулевой последовательности на частотах, которые являются тройными гармониками основной частоты. Это важно, поскольку гармоника IEEE 0-7803-8487-3 / 04 / $ 20,00 (C) 2004 при 3ω e будет спектрально близка к неисправности ротора…

Контекст 4

… с целью увеличения максимального напряжения, которое может генерироваться, или минимизации потерь инвертора. На рис. 12а показаны фазные напряжения, поданные на инвертор для пространственно-векторной модуляции и метода прерывистой модуляции, на рис. 12b показано заданное напряжение нулевой последовательности (12), а на рис. 12с показан результирующий частотный спектр. Из рисунка 12c можно увидеть, что эти методы вводят компоненты нулевой последовательности на частотах, которые являются тройными гармониками основной частоты.Это важно, поскольку гармоника IEEE 0-7803-8487-3 / 04 / $ 20,00 (C) 2004 при 3ω e будет спектрально близка к компонентам, связанным с неисправностью ротора (см. Рис. 8), и может вызвать заметные …

Калькулятор напряжения нулевой последовательности с использованием фазного напряжения (LLGF)

Напряжение нулевой последовательности с использованием формулы фазного напряжения (LLGF)

zero_sequence_voltage = (Напряжение A-фазы + (2 * Напряжение B-фазы)) / 3
V0 = (Va + (2 * Vb)) / 3

Каковы положительные и отрицательные компоненты последовательности?

Положительная последовательность состоит из сбалансированных трехфазных векторов напряжения и тока, которые находятся точно на расстоянии ₁₂₀ градусов друг от друга, вращаясь против часовой стрелки при вращении ABC.Обратная последовательность состоит из сбалансированных трехфазных векторов напряжения и тока, которые находятся точно на расстоянии ₁₂₀ градусов друг от друга, вращаясь против часовой стрелки при вращении ACB.

Что означает трехфазное напряжение?

Трехфазную мощность можно определить как общий метод производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока. Это тип многофазной системы и наиболее распространенный метод, используемый электрическими сетями во всем мире для передачи энергии.

Как рассчитать напряжение нулевой последовательности, используя фазное напряжение (LLGF)?

Напряжение нулевой последовательности с использованием напряжения нулевой последовательности (LLGF) Калькулятор использует zero_sequence_voltage = (напряжение фазы A + (2 * напряжение фазы B)) / 3 для расчета напряжения нулевой последовательности, напряжение нулевой последовательности с использованием напряжения фазы ( LLGF) состоит из сбалансированного трехфазного напряжения, векторы которого имеют одинаковые фазовые углы и вместе вращаются против часовой стрелки.Напряжение нулевой последовательности обозначается символом V0 .

Как рассчитать напряжение нулевой последовательности с использованием фазного напряжения (LLGF) с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для напряжения нулевой последовательности с использованием напряжения a-фазы (LLGF), введите напряжение фазы A (ВА) и напряжение фазы B (Vb) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет напряжения нулевой последовательности с использованием фазного напряжения (LLGF) с заданными входными значениями -> 3 = (5+ (2 * 2)) / 3 .

Модуляция нулевой последовательности — Справка разработчика

Метод традиционной пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции (CSVPWM) является одним из конкретных примеров того, как использовать полное напряжение промежуточного контура. Но есть и другие, о которых мы поговорим позже. Общий термин, который я рекомендую использовать, — это модуляция нулевой последовательности (ZSM), и он относится к той части алгоритма управления двигателем, которая принимает пофазные сигналы A, B и C в качестве входных и сдвигает их одинаково вверх и вниз для достижения достижимого. рабочие циклы.Опять же, помните, что составляющая нулевой последовательности трехфазного набора напряжений — это просто его среднее значение, поэтому все, что мы делаем, это смещаем среднее значение и оставляем в покое эффективное напряжение между любыми двумя фазами.

ZSM — это то, что происходит между преобразователем Кларка и периферийным устройством PWM в выходной секции двигателя с цифровым управлением. Некоторые авторы называют это введением нулевой последовательности или введением синфазного сигнала. Обратите внимание, что он не включает сам этап ШИМ.

Второй прискорбный момент в обеих статьях (Pfaff et al.и ван дер Брок и др.), а также многие другие исследовательские работы и заметки по применению, которые были опубликованы с тех пор, говорят о том, что подход к вычислению времени включения излишне усложнен. Вы можете реализовать ZSM с тем же результатом, что и метод CSVPWM, без выполнения какой-либо тригонометрии и без необходимости определять, в каком секторе вы находитесь! Это очень просто, и мы вернемся к этому через мгновение.

И, наконец, шестиугольник. В контексте полевого управления и теории пространственных векторов это часто считается само собой разумеющимся.Академические статьи и заметки по применению обычно стараются включать достаточно вводного материала, чтобы был некоторый контекст, чтобы представить центральную идею статьи тем, кто может быть не очень знаком с предметом: акронимы, термины и символы часто объясняются, даже если они могут быть очевидным для коллег. Но во многих статьях по модуляции пространственного вектора (SVM) не учтены некоторые важные детали того, что на самом деле означает шестиугольник.

Пространственные векторы в трехфазных системах очень просты.Они состоят из трех компонентов, по одному на фазу: A, B и C. Если мы рассматриваем нормализованное выходное напряжение трехфазного моста (например, напряжение на каждой фазе, деленное на напряжение промежуточного контура), тогда мы Имея дело с тремя независимыми числами от 0 до 1. Мы можем описать состояние трехфазного модулятора в любое время как точку внутри куба единичной длины. Он имеет три независимых координаты: A, B и C. Точка (0,2, 0,6, 0,3) представляет трехфазный мост с рабочим циклом 20% на фазе A, 60% рабочем цикле на фазе B и 30% рабочем цикле. на фазе С.Этот куб представляет выходную мощность трехфазного моста. Мы не можем опускаться ниже 0% рабочего цикла и мы не можем превышать 100% рабочего цикла.

Однако что-то странное происходит, если мы смотрим на куб по его диагонали: без визуальных подсказок, говорящих нам об обратном, он выглядит как шестиугольник:

И есть что-то особенное в этом виде куба. Как и любое плоское изображение, это двухмерная проекция трехмерной системы. Плоские изображения трехмерных систем вынуждают отказаться от одной степени свободы, перпендикулярной плоскости обзора.В данном случае это изометрическая проекция, в которой перпендикулярная ось — это длинная диагональ куба. Если мы изменим компонент нулевой последовательности для любой точки куба, это не повлияет на то, где эта точка будет отображаться в этом виде. Например, точки (0,2, 0,6, 0,3) и (0,3, 0,7, 0,4) выглядят одинаково. Изменение составляющей нулевой последовательности также не влияет на токи в трехфазном двигателе с плавающей нейтралью. Таким образом, эта плоскость обзора также представляет напряжения, «видимые» двигателем.Преобразование Кларка, которое отображает пофазные компоненты A, B и C на двумерную плоскость с компонентами α и β, является в точности тем же преобразованием, что и матрица проекции, которая отображает трехмерный куб на двумерный изометрический Посмотреть.

Разница между трансформатором тока и трансформатором тока нулевой последовательности

1. Основная функция трансформаторов тока

Трансформаторы тока могут преобразовывать первичные токи с большими значениями во вторичные токи с меньшими значениями посредством определенного коэффициента трансформации, которые используются для защиты и цели измерения.Например, трансформатор тока с коэффициентом трансформации 400/5 может преобразовать фактический ток 400 А в ток 5 А.

2. Принцип работы трансформатора тока нулевой последовательности

Основной принцип защиты по току нулевой последовательности основан на токовом законе Кирхгофа: алгебраическая сумма комплексного тока, протекающего в любой узел в цепи, равна нулю. Когда линия и электрическое оборудование в норме, векторная сумма каждого фазного тока равна нулю.Следовательно, вторичная обмотка трансформатора тока нулевой последовательности не имеет выходного сигнала, и привод не работает. Когда происходит замыкание на землю, векторная сумма тока каждой фазы не равна нулю. Ток повреждения вызывает магнитный поток в кольцевом сердечнике трансформатора тока нулевой последовательности. Индуцированное напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности заставляет привод двигаться и приводить в действие расцепляющее устройство, чтобы переключить сеть электропитания для достижения цели защиты от замыкания на землю.

3. Функция трансформатора тока нулевой последовательности

Когда в цепи происходит поражение электрическим током или утечка, срабатывает защита, и питание отключается.

4. Условия использования трансформаторов тока нулевой последовательности

Трансформатор тока может быть установлен на каждой из трехфазных линий, или трехфазные проводники могут быть пропущены через трансформатор тока нулевой последовательности вместе или через трансформатор тока нулевой последовательности. Трансформатор тока последовательности может быть установлен на нейтральной линии N, чтобы использовать его для обнаружения трех фаз.Векторная сумма тока.

Для конкретного применения токовой защиты нулевой последовательности, трансформатор тока (ТТ) может быть установлен на каждой из трехфазных линий, или трехфазные провода могут быть пропущены через ТТ нулевой последовательности вместе, или нулевой ток. -последовательности ТТ может быть установлен на нейтральной линии N. Эти ТТ используются для обнаружения векторной суммы трехфазного тока, то есть тока нулевой последовательности Io, IA + IB + IC = IO, когда трехфазный нагрузка, подключенная к линии, полностью сбалансирована (нет замыкания на землю, и ток утечки линии и электрооборудования не учитывается), IO = 0; когда трехфазная нагрузка, подключенная к линии, несимметрична, тогда IO = IN, и ток нулевой последовательности в это время является несимметричным током IN; когда в фазе происходит замыкание на землю, должно генерироваться однофазное заземление. Ток повреждения Id, ток нулевой последовательности, обнаруженный в это время IO = IN + Id, представляет собой векторную сумму трехфазного несимметричного тока и одиночного -фазный ток заземления.

Xiamen ZTC Technology Co., Ltd

Производитель трансформаторов тока и эксперты

Импедансы последовательностей элементов энергосистемы

Для определения поведения энергосистемы в несбалансированных условиях (несимметричные нагрузки или несимметричные повреждения) необходимо знать импедансы, обеспечиваемые различными элементами энергосистемы протеканию различных составляющих последовательности фаз тока.

Теперь мы подробно обсудим импеданс последовательности некоторых важных элементов (таких как синхронные и асинхронные машины, линии передачи, трансформаторы и статические нагрузки), встречающихся в энергосистемах.

Импедансы последовательностей и сети синхронных машин :

Ненагруженная синхронная машина (генератор или двигатель), заземленная через реактор с сопротивлением Z _n , показана на рис. 3.9. E _a , E _b и E _c — наведенные ЭДС в трех фазах. Когда на клеммах машины возникает несимметричное замыкание, в линиях протекают несимметричные токи l _a , I _b и I _c .

Если короткое замыкание связано с землей, ток I _n (равный векторной сумме линейных токов I _a , I _b и I _c .) течет на нейтраль с земли через реактор Z _n . В зависимости от типа повреждения один или несколько линейных токов могут быть равны нулю. Несбалансированные линейные токи можно разделить на их симметричные составляющие.

1. Импеданс прямой последовательности и сеть:

Поскольку синхронная машина спроектирована с симметричными обмотками, в ней индуцируются ЭДС только прямой последовательности, т. Е. В ней не индуцируются напряжения обратной или нулевой последовательности. Поле реакции якоря, создаваемое токами прямой последовательности, вращается с синхронной скоростью в том же направлении, что и ротор, т.е.е., она стационарна по отношению к возбуждению поля.

Машина эквивалентно предлагает реактивное сопротивление по прямой оси, значение которого увеличивается от субпереходного реактивного сопротивления X ” _d до переходного реактивного сопротивления X ‘ _d и, наконец, до установившегося (синхронного) реактивного сопротивления X _d по мере развития переходного процесса короткого замыкания в время. Субпереходное реактивное сопротивление используется в цепи, где должно быть получено внезапное значение тока при переключении состояния неисправности.

Если требуется ток через несколько циклов (3 или 4), используются переходные реактивные сопротивления, а для установившегося состояния используются установившиеся или синхронные реактивные сопротивления.Реактивные сопротивления прямой последовательности вместе с пренебрежимо малым сопротивлением составляют субпереходные, переходные или установившиеся импедансы прямой последовательности, соответственно.

Сеть прямой последовательности для синхронной машины может быть представлена ​​ЭДС источника на холостом ходу и последовательным ей импедансом прямой последовательности Z ₁ , как показано на рис. 3.10 (a). Полное сопротивление нейтрали Zn не появляется в цепи, потому что сумма векторов I _a1 , I _b1 и I _c1 равна нулю, и ток прямой последовательности не может протекать через Z _n .Поскольку это сбалансированная сеть, она может быть построена на однофазной основе, как показано на рис. 3.10 (b), для целей анализа.

Опорная шина для сети прямой последовательности имеет нейтральный потенциал. Кроме того, поскольку ток не течет от земли к нейтрали, нейтраль находится под потенциалом земли.

Напряжение прямой последовательности на клемме а по отношению к опорной шине, как видно из рис. 3.10 (b), задается как —

.

В _a1 = E _a — I _a1 Z ₁ … (3.7)

2. Импеданс отрицательной последовательности и сеть:

Синхронная машина не генерирует напряжение обратной последовательности. Протекание токов обратной последовательности в обмотке статора вызывает синхронное вращение МДС в направлении, противоположном направлению ротора. Таким образом, поле обратной последовательности вращается со скоростью, вдвое превышающей синхронную скорость относительно ротора. Следовательно, токи с удвоенной частотой статора индуцируются в поле ротора и демпферной обмотке.

При движении по поверхности ротора обратная последовательность mmf поочередно представлена ​​реактивным сопротивлением прямой и квадратурной осей. Таким образом, обнаружено, что реактивное сопротивление обратной последовательности X ₂ колеблется между X _d ”и X _q ”, и обычно принимается среднее значение.

Таким образом, реактивное сопротивление обратной последовательности —

X ₂ = X _d ”+ X _q ” / 2…. (3.8)

Сети обратной последовательности синхронной машины на трехфазной и однофазной основе показаны на рис.3.11 (a) и 3.11 (b) соответственно. Эталонная шина для сети обратной последовательности также является нейтралью машины.

Напряжение обратной последовательности на клемме А по отношению к опорной шине задается как —

.

В _a2 = — I _a2 Z ₂ … (3.9)

3. Импеданс нулевой последовательности и сеть:

В синхронной машине не возникает напряжения нулевой последовательности.Протекание токов нулевой последовательности в обмотках статора создает три МДС, которые находятся во временной фазе, но распределены в пространстве под углом 120 °. Таким образом, результирующее поле воздушного зазора, создаваемое токами нулевой последовательности, равно нулю. Следовательно, обмотки ротора имеют реактивное сопротивление утечки только для протекания токов нулевой последовательности.

Поскольку ток, протекающий в импедансе реактора Z _n , является суммой токов нулевой последовательности во всех трех фазах, следовательно, вызванное им падение напряжения будет 3 I _a0 Z _n .Теперь падение напряжения нулевой последовательности от вывода а синхронной машины к земле составляет 3 I _a0 Z _n + I _a0 Z _g0 , где Z _g0 — полное сопротивление нулевой последовательности генератора.

Следовательно, полное полное сопротивление нулевой последовательности, через которое протекает ток нулевой последовательности I _a0 , составляет —

Z ₀ = 3 Z _n + Z _g0 …. (3.10)

Напряжение нулевой последовательности на клемме а синхронной машины относительно земли, следовательно, задается как —

.

В _a0 = — I _a0 Z ₀ = –I _a0 (Z _g0 + 3Z _n )….(3.11)

Импеданс последовательности индукционных машин :

Во вращающихся машинах импедансы трех фазных последовательностей обычно различаются. Например, в случае асинхронных машин полное сопротивление прямой последовательности представлено нормальной эквивалентной схемой машины. Токи статора обратной последовательности создают магнитное поле, вращающееся с той же скоростью, что и при нормальных условиях, но в противоположном направлении (относительно ротора).

В результате поле вращается относительно ротора почти с удвоенной скоростью относительно статора и во много раз большей скоростью относительно ротора при нормальных условиях.Также значительно возрастают токи, наведенные в роторе. По закону Ленца они имеют тенденцию уменьшать магнитное поле в большей мере, чем при нормальных условиях, тем самым вызывая уменьшение ЭДС, индуцированной магнитным полем в обмотках статора.

Таким образом, токи статора увеличиваются, и, как следствие, двигатель обеспечивает более низкий импеданс для токов обратной последовательности, чем для токов прямой последовательности (т. Е. Z ₂ > Z ₁ ) для одинаковых приложенных положительных и отрицательных сигналов. последовательные напряжения и одинаковая скорость и направление вращения.

Поскольку токи статора нулевой последовательности не создают вращающегося поля, эквивалентная схема может рассматриваться только для импедансов намагничивания и утечки. Однако на практике наличие токов и потоков третьей гармоники является важным фактором при анализе нулевой последовательности асинхронных машин.

Полное сопротивление линий передачи :

Полностью транспонированная трехфазная линия является полностью симметричной, и, следовательно, импедансы прямой и обратной последовательности линии передачи не зависят от последовательности фаз и равны.Выражение для индуктивного реактивного сопротивления в «Элементах энергосистем» действительно как для положительной, так и для отрицательной последовательностей. Когда в линии передачи протекают только токи нулевой последовательности, токи в каждой фазе идентичны как по величине, так и по фазе.

Такие токи частично возвращаются через землю, а остальные через воздушные провода заземления. Магнитное поле из-за протекания токов нулевой последовательности через линии передачи, заземляющие провода и землю сильно отличается от магнитного поля, создаваемого потоком токов прямой или обратной последовательности.Импеданс нулевой последовательности (особенно реактивное сопротивление) примерно в 2–4 раза больше импеданса прямой последовательности.

Импедансы последовательностей и цепи трансформаторов :

Последовательное сопротивление прямой последовательности трансформатора равно его реактивному сопротивлению утечки (сопротивление обмотки обычно мало по сравнению с реактивным сопротивлением утечки). Поскольку трансформатор является статическим устройством, импедансы прямой и обратной последовательности идентичны, поскольку полное сопротивление не зависит от порядка фаз при условии, что приложенные напряжения сбалансированы.

Таким образом, для трансформатора —

Z ₁ = Z ₂ = Z _утечка … (3-12)

Ситуация с трехфазным трансформатором более сложна в отношении импеданса нулевой последовательности из-за возможности различных подключений. Предполагая, что такие трансформаторные соединения, что токи нулевой последовательности могут течь с обеих сторон, трансформатор предлагает импеданс нулевой последовательности, немного отличающийся от импеданса прямой последовательности, но разница настолько мала, что полное сопротивление нулевой последовательности можно считать равным положительной или отрицательной. — импеданс последовательности.

Однако токи нулевой последовательности могут протекать через обмотку, соединенную звездой, только если точка звезды заземлена. Кроме того, токи нулевой последовательности не могут течь по обмоткам, если нейтраль изолирована. Никакие токи нулевой последовательности не могут протекать в линиях, подключенных к обмотке, соединенной треугольником, поскольку для этих токов нулевой последовательности нет обратного пути. Однако токи нулевой последовательности могут протекать через сами соединенные треугольником обмотки, если какие-либо напряжения нулевой последовательности индуцируются треугольником.

Этот факт проиллюстрирован на рис. 3.13. Эти различные условия можно учесть, используя общую схему, показанную на рис. 3.14. Z ₀ — полное сопротивление нулевой последовательности обмоток трансформатора. Есть две серии и два шунтирующих переключателя — по одной серии и по одному шунтирующему переключателю для каждой стороны. Последовательный переключатель определенной стороны замкнут, если он заземлен звездой, и шунтирующий переключатель замкнут, если эта сторона соединена треугольником, в противном случае они остаются открытыми.

Коммутаторы не должны отображаться в окончательной сети.

Представления трансформаторов нулевой последовательности для различных схем обмотки приведены в таблице 3.1:

Импеданс последовательности и сети нагрузки :

Для нагрузки, соединенной звездой с изолированной нейтралью, нет пути для прохождения токов нулевой последовательности, и точка звезды нагрузки не будет подключена к опорной шине, как показано на рис. 3.15. Таким образом, полное сопротивление нулевой последовательности бесконечно за нейтральной точкой (т.е.е., Z _n = ∞). На этот факт указывает разрыв цепи в цепи нулевой последовательности между нейтралью нагрузки, соединенной звездой, и опорной шиной на рис. 3.15 (b).

Когда точка звезды нагрузки заземлена, цепь нагрузки будет соединена с землей, а точка звезды нагрузки n будет подключена к опорной шине. Ток, протекающий через нейтраль при несимметричном состоянии системы, является током нулевой последовательности.

Если нейтральная точка нагрузки заземлена через реактор с сопротивлением Z _n , падение напряжения нулевой последовательности, вызванное протеканием тока 3 I _a0 через Z _n , будет таким же, как если бы ток I _a0 проходит через 3 Z _n .Таким образом, импеданс 3 Z _n вводится между нейтральной точкой n и опорной шиной при представлении в сети нулевой последовательности.

Полное сопротивление нулевой последовательности нагрузки равно ее полному сопротивлению прямой или обратной последовательности, если нагрузка сбалансирована.

Сеть прямой последовательности состоит только из импедансов прямой последовательности, и поскольку токи прямой последовательности не протекают на землю, нейтральная точка n и земля имеют одинаковый потенциал.Таким образом, импеданс между нейтралью и землей не влияет на токи прямой последовательности.

Полное сопротивление обратной последовательности статической нагрузки такое же, как полное сопротивление прямой последовательности, и поэтому сеть обратной последовательности такая же, как и сеть прямой последовательности (рис. 3.17).

Импеданс нулевой последовательности и падающая энергия — дуговой разряд и электрическая энергия

Вопрос, который мне часто задают онлайн или на одном из моих учебных курсов по вспышке дуги, касается расчетов падающей энергии и тока короткого замыкания между фазой и землей:

«Так как ток короткого замыкания между фазой и землей может быть больше, чем трехфазный ток, может ли состояние фаза-земля быть наихудшим случаем для расчетов падающей энергии с использованием уравнений IEEE 1584?»

Краткий ответ: Нет.

Более длинный ответ: Давайте посмотрим на уравнения для каждого расчета короткого замыкания с использованием симметричных компонентов.

Уравнение для расчета тока трехфазного короткого замыкания:

I _{(3 фазы)} = V / Z ₁

Уравнение для расчета тока замыкания на землю:

I _{(линия-земля)} 3 В / (Z ₁ + Z ₂ + Z ₀ )

Где:

В = напряжение
Z ₁ = полное сопротивление прямой последовательности
Z ₂ = полное сопротивление обратной последовательности (Z ₂ обычно равно Z ₁ )
Z ₀ = полное сопротивление нулевой последовательности
I _{(3 фазы )} = ток трехфазного короткого замыкания
I _{(линия-земля)} = ток короткого замыкания фаза-земля

Все значения указаны в «единицах»

Для системы отсчета, если Z ₁ и Z ₂ равны и Z ₀ также равны (что не слишком часто)

Тогда Z ₁ = Z ₂ = Z ₀

Для этого условия расчетный ток короткого замыкания между фазой и землей будет:

I _{(линия-земля)} = 3 В / (Z ₁ + Z ₂ + Z ₀ ) = 3 В / 3 Z = V / Z ₁

Другими словами, ток короткого замыкания между фазой и землей будет иметь ту же величину, что и трехфазный случай для этого конкретного условия.

Однако для заземленных систем Z ₀ обычно больше, чем Z ₁ и Z ₂ . Поскольку Z ₀ обычно больше, чем Z ₁ и Z ₂ , результирующий ток короткого замыкания между фазой и землей на обычно на меньше, чем в трехфазном случае. Для незаземленных систем, в которых ток замыкания на землю не протекает, Z ₀ бесконечно.

Как уже упоминалось, Z ₀ также может быть немного ниже, чем Z ₁ и Z ₂ , в результате чего ток короткого замыкания между фазой и землей будет немного больше, чем трехфазный ток.Один из случаев, когда это может произойти, — это вторичная обмотка трансформатора, работающего по схеме треугольник-звезда, или рядом с ней. Это также может происходить рядом с некоторыми генераторами. На практике это означает, что расчетный ток короткого замыкания для замыкания на землю будет немного выше, чем для трехфазного замыкания в этом случае.

Итак, вернемся к исходному вопросу. Если ток короткого замыкания линия-земля немного выше, чем в трехфазном случае, приведет ли случай линия-земля к расчетной падающей энергии в наихудшем случае?

При ответе «Нет» расчеты с использованием уравнений IEEE 1584 основаны на трехфазной вспышке дуги i.е. все три фазы вносят вклад в падающую энергию. Даже если ток короткого замыкания между фазой и землей выше, падающая энергия относится только к одной фазе. Немного более низкий трехфазный ток включает падающую энергию от всех трех фаз, поэтому это будет наихудший случай.

Чтобы узнать больше о расчетах тока короткого замыкания и симметричных компонентах, посмотрите мое короткое видео.

Отлично! Начинается заполнение мозгов!

Как разработать сеть трансформатора нулевой последовательности?

Как и любые другие элементы энергосистемы, трансформатор также может быть представлен соответствующей ему последовательной сетью.Однако характеристики трансформатора уникальны, что зависит от того, как он установлен. Представление трансформатора в его цепи нулевой последовательности может быть более сложным по сравнению с его положительной и отрицательной составляющими.

Ниже представлена ​​схема последовательности трехфазного трансформатора, основанная на его банковском подключении.

1. Y-Y Трансформатор с заземлением

Когда трансформатор имеет как минимум две обмотки со звездообразным заземлением, нулевой последовательности ток может быть преобразован между обмотками, соединенными звездой с заземлением.Токи I0 добавит до 3I0 в нейтрали и вернется через землю или нейтраль дирижер. Токи I0 преобразуются во вторичные обмотки и расход во вторичном контуре. Любое сопротивление между нейтралью трансформатора точки и земля должны быть представлены в сети нулевой последовательности как три умноженное на его значение, чтобы правильно учесть падение напряжения нулевой последовательности на нем. Внизу слева представлена ​​трехфазная схема типа «звезда-звезда» и «звезда-звезда». трансформаторное соединение с его моделью сети нулевой последовательности справа.Обратите внимание, что сопротивление нейтрали вторичной обмотки моделируется 3R в модель сети нулевой последовательности.

Модель Y-Y трансформатора с нулевой последовательностью (оба заземлены)

2. Дельта-звезда (звезда заземлена)

Когда трансформатор имеет обмотку со звездой с заземлением и обмотку по схеме треугольник, токи нулевой последовательности могут протекать через обмотку с заземленной звездой. трансформатор. Токи нулевой последовательности будут преобразованы в треугольник. обмотки, где они будут циркулировать по треугольнику, не покидая клемм трансформатор.Поскольку ток нулевой последовательности в каждой фазе треугольника обмотки равны и в фазе, ток не должен входить или выходить из треугольника обмотка. Внизу слева трехфазная схема заземления звезда-треугольник. трансформаторное соединение с его моделью сети нулевой последовательности справа.

Модель нулевой последовательности трансформатора треугольник-звезда (заземленный)

Как видим, все соединения WYE заземлены. В случае, если он надежно заземлен и в заземляющем проводе отсутствует полное сопротивление, просто устраните его и замените коротким замыканием (нулевое сопротивление).

Все остальные модели могут быть представлены на рисунке ниже,

.

Общее представление трансформаторной сети нулевой последовательности

Как показано на диаграмме выше, нет тока нулевой последовательности, который будет течь на опорную шину неисправной системы для соединения треугольником и звездой (незаземленной).

Эту схему можно объяснить правилами, применяемыми в сетях нулевой последовательности трансформатора.