Transcript ДОСЛІДЖЕННЯ НЕСИМЕТРИЧНИХ РЕЖИМІВ РОЗПОДІЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ Підготував: ст.гр. 3Есм-08 Головатюк І.Ю. Науковий керівник: к.т.н., професор Леонтьєв В.О. ПЛАН: 1. Вплив неповнофазних режимів на роботу електродвигунів в мережах з ізольованою.

ДОСЛІДЖЕННЯ НЕСИМЕТРИЧНИХ РЕЖИМІВ
РОЗПОДІЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ
Підготував: ст.гр. 3Есм-08
Головатюк І.Ю.
Науковий керівник: к.т.н., професор
Леонтьєв В.О.
ПЛАН:
1.
Вплив неповнофазних режимів на роботу
електродвигунів в мережах з ізольованою та
глухозаземленною нейтралями;
2. Несиметричні режими роботи трансформаторів з
схемою з’єднання обмоток Y/Y0 ;
Висновок.
Вплив неповнофазних режимів на роботу
електродвигунів в мережах з ізольованою та
глухозаземленною нейтралями
M рез  М1  М 2  К1 (U12  U 22 )
- обертальний момент електродвигунів складається з
моментів прямої M1 i зворотньої М2 послідовностей.
При загальмованих двигунах, коли ковзання дорівнює одиниці напруги прямої i
зворотньої послідовностей за абсолютним значенням рівні між собою, i тоді
підсумковий момент M рез  М1  М 2  0 у зв'язку з цим запуск електродвигунів
стає неможливим.
І
І (3)
3U ДВ
- cтрум однофазного режиму двигуна
Z1  Z 2
U
 ДВ - cтрум трифазного режиму електродвигуна
Z1
Відношення
I / I (3) визначає співвідношення струму однофазного режиму і
3U ДВ
струму трифазного режиму :
I
I (3)

3Z1
3
Z1  Z 2


U ДВ
Z1  Z 2 1  Z 2
Z1
Z1
Нехтуючи активним опором обмотки статора і струмом намагнічування опори Z і
1
1
1
можна визначити :
R2(1)
R
2(2)
Z 
 j ( x  x1 ) ; Z 
 j ( x  x1 )
1
S
1
2(1)
2
2S
1
2(2)
1
1
де - R2(1) , R2(2)
, x12(1) , x12(2) - приведені активні й індуктивні опори обмотки ротора
прямої і зворотньої послідовностей;
S - ковзання.
Тоді спрямувавши ковзання S до нуля :
I
I (3)
S 0

3
 3
1
1
R / 2  S  j ( x1  x2(2) )
1  2(2)1
R2(1) / S  j ( x1  x12(1) )
Отже, можна вважати, що струм однофазного режиму більше струму трифазного
режиму електродвигуна в 1,73 рази.
Z2
Тривалість роботи електродвигуна в однофазному режимі
k3
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1,0
k0
t (с)
1,21
1,3
1,38
1,47
1,56
1,64
1,73
770
526
374
275
196
149
104
t(хв.)
12,8
8,76
6,2
4,58
3,27
2,48
1,73
3 наведеного аналізу випливає, що двигуни в однофазному режимі при
навантаженні, близькому до номінального, можуть працювати протягом невеликого
часу, вимірюваного хвилинами.
У зв'язку з цим засоби захисту електродвигунів можуть бути виконані з
витримкою часу при виникненні неповнофазного режиму на відміну від існуючих
способів захисту, які побудовані на принципах миттєвого відключення.
Несиметричні режими роботи трансформаторів з
схемою з’єднання обмоток Y / Y0
UA
Ua
Za
a
A
IA
Ia
Ub
UB
b
B
IB
Ib
Uc
UC
c
C
IC
Фазні напруги і струми
трансформатора :
Zb
U A  U A  U A0 ; U a  U a  U a 0 ;
Zc
U B  U B  U A0 ; U b  U b  U A0 ;
Ic
In
Загальний випадок несиметричної роботи
трансформатора із статичним навантаженням
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
U a , U b , U c , Ia ,Ib , Ic
U A0
'
I A  I A; I a  I a  I a0 ;
'
'
I B  I B ; I b  I b  I a0;
'
I C  I C ; I c  I c  I a0.
- комплексні первинні фазні напруги і струми
трансформатора прямої і зворотної послідовностей;
'
'
'
U C  U C  U A0 ; U c  U c  U A0 ;
'
'
'
'
'
де -U A , U B , U C , I A , I B , I C
'
'
- комплексні вторинні фазні напруги і струми
трансформатора прямої і зворотної послідовностей;
- комплексна первинна фазна напруга нульової послідовності
U a 0 , I a 0 - комплексні вторинні фазні напруга і струм нульової послідовності.
З врахуванням приєднаного статичного навантаження для вторинних фазних напруг
будуть справедливі наступні рівняння:


 I  I Z ;
 I  I Z .
U a  U a  U a 0  U A  I a Z k  I a 0 Z m0  I a  I a 0 Z a ;
'
'
'
'
U b  U b  U a 0  U B  I b Z k  I a 0 Z m0
'
'
'
U c  U c  U a 0  U C  I c Z k  I a 0 Z m0
'
'
'
'
b
a0
b
'
c
a0
c
Перетворюючи ці рівняння отримаємо в загальному вигляді систему рівнянь
щодо невідомих струмів:
U A  I a Z A  I a0 Z a0 ;
'
'
U B  I b Z B  I a0 Z b0 ;
'
'
U C  I c Z C  I a0 Z c0 ,
'
'
Z A  Z a  Z k; Z B  Zb  Z k;ZC  Z c  Z k;
де
Z a 0  Z a  Z m0 ; Z b 0  Z b  Z m0 ; Z c 0  Z c  Z m0 .
У разі групового або бронестержневого трансформатора, у якого Z m0  Z m
набагато більше опорів Z A , Z B , Z C :
У разі трьохстержневого трансформатора,
I a 0  0; '
'
'
U Z Z U B Z AZC U C Z AZ B
що працює в режимі, близькому до
U A0  U a 0  A B C
;
Z AZ B  Z AZC  Z BZC
холостого ходу, у якого опори Z m0 і Z k
'
'
'
набагато менші опорів навантаження
U (Z Z )  U B Z C  U C Z B
Ia  A B C
;
Z a , Z b , Z c , будемо мати:
Z AZ B  Z AZC  Z BZC
'
U
'
'
'
U a0  0;
U B (Z A Z C )  U A Z C  U C Z A
Ib  B ;
Ib 
;
ZB
'
Z AZ B  Z AZC  Z B ZC
U
'
Ia  A ;
'
'
'
U
C
U (Z Z )  U A Z B  U B Z A
ZA
Ic 
;
Ic  C A B
.
ZC
Z AZ B  Z AZC  Z BZC
Значення параметра
0,565
0,329
0,011
0,559
0,243
0,623
0
0,653
0,920
0,998
0,331
0,448
0,998
0,561
0,564
0,998
In
0,655
0,998
Ic
0,755
0,998
Ib
0,382
0
Ia
0,135
0,998
IC
1,316
0,998
IB
0,970
Z c  4Z a .
IA
1,129
Z b  2Z a ;
Ua0
1,118
Z a  1,0;
Несиметричний:
Uc
0,653
Z a  Z b  Z c  1,0
Ub
0,920
Симетричний:
0,998
Ua
0,998
Режим роботи
1) Груповий трансформатор
Z a  1,0;
Несиметричний:
Z b  2Z a ;
Z c  4Z a .
0,066
0
0,033
0,0099
0,025
0,499
0,167
0,012
0,051
0,499
0,167
0,0099
0,100
0
0,0011
0,0033
0,044
0,499
0,167
0,010
0,058
0,499
0,167
0,010
0,079
0
0
0
0,014
0
0,111
0,327
0,992
0,499
1,013
Відключення фази А у разі трьохстержневого
трансформатора при несиметричному
навантаженні:
1) Z  1,0; Z  2Z ; Z  4Z ;
0,050
0,463
0,539
0,033
0
0,183
0,183
0,050
0,231
0,135
0,151
Відключення фази А у разі трьохстержневого
трансформатора при несиметричному
навантаженні:
2) Z b  100,0; Z a  Z c  1,0.
0,659
0,370
0,118
0
0,188
0,188
0,182
0,0066
0,370
0,547
c
0,182
a
0,0033
Відключення фази А у разі групового
трансформатора при несиметричному
навантаженні:
2) Z b  100,0; Z  Z  1,0.
0,666
0,0011
Відключення фази А у разі групового
трансформатора при несиметричному
навантаженні:
1) Z a  10,0; Z b  2Z a ; Z c  4Z a .
0,012
0
Z a  Z b  Z c  1,0
0,499
Відключення фази А при
0,333
Z c  4Z a .
трьохстержневий трансформатор
0,990
Несиметричний: Z a  10,0; Z b  2Z a ;
0,995
2) Трьохстержневий трансформатор
a
b
a
c
a
Результати розрахунку
несиметричних режимів
трифазного трансформатора
з схемою з'єднання обмоток Y / Y0
ВИСНОВОК:
Отже, несиметрія напруг негативно впливає на
роботу споживачів, оскільки призводить до зниження
надійності й економічності роботи електроприймачів
(асинхронних
двигунів,
систем
освітлення,
конденсаторних установок, пристроїв автоматики та
ін.), до збільшення втрат потужності в лініях
електропередач і трансформаторах та зменшення їх
пропускної здатності. Несиметрія напруг ускладнює
роботу релейного захисту, веде до помилок при роботі
лічильників електроенергії .
ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!