1

Тема: Вопросы по основам

Довольно длительное время не могу найти найти ответы на ряд казалось бы простых вопросов касающихся путей протекания токов в четырёх и трёхпроводных сетях переменного тока принимая некоторые моменты за аксиому без какого либо обоснования.
1)Вопросы буду приводить на примере сети 110 кВ. Интересует каким образом, по какому пути  в сети с глухозаземлённой, эффективно заземлённой и разземлённой нейтралью возвращаются токи протекая от источника питания(ИП) к нагрузке.За ИП на ПС1 принимаю сторону СН АТ за нагрузку на ПС2 сторону ВН понижающего тр-ра, за линию связи ВЛ-110. При разземлённой или изолированной нейтрали со стороны ИП фазные токи протекают к нагрузке по условно прямым проводам а возвращаются по условно обратным(т.е. к примеру ток Ia возвращается в ИП разветвляясь по проводам фаз В и С и далее через обмотки ИП ВY и СZ в свою обмотку АХ).
При заземлении нейтралей со стороны ИП и нагрузки) можно ли называть землю четвёртым проводом по которому могут замыкаться как токи нагрузки так и токи ОКЗ? Как соотносятся сопротивления земли от нейтрали до нейтрали и сопротивления условно обратных проводов? Если при ОКЗ ток возвращается по земле к нейтрали ИП то почему в нормальном режиме при заз.нейтралях токи нагрузки не могут возвращаться в ИП аналогично по земле?Если токи по земле не возвращаются в ИП то можно ли считать сопротивление земли = бесконечности?
2)Аналогичный вопрос на примере сборки втор. обмоток трансф.тока в полную звезду с нулевым проводом. Как известно при симметричной нагрузке токи возвращаются в свои обмотки  через нулевой провод, In=Ia+Ib+Ic=Iнб~0.Значит ли что если сила тока равна нулю что токи в НП  не протекают? Или токи протекают но сила тока равна нулю? Если убрать нулевой провод то токи одной фазы всё равно будут протекать замыкаясь через провода и обмотки других фаз что вроде бы как говорит о том что оба варианта для  путей для замыкания токов имеют сопоставимые сопротивления. Почему в этом случае ток Ia возвращаясь не распаралеливается на три ветви: два по проводам и обмоткам других фаз и один через НП ?
Хотя с другой стороны делая одиночное обтекание ТТ от постороннего источника видишь что весь ток в "фазе" и ток в НП одинаковы что значит что весь ток замыкается через НП никуда не ответвляясь.

Post's attachments

Cеть.jpg 23.9 Кб, файл не был скачан. 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

2 (2020-02-17 00:15:45 отредактировано Bogatikov)

Re: Вопросы по основам

Очень сложные вопросы, начните с простого. Учебник сельского электрика. Прищеп Л.Г. 1986. И это не шутка, я этот учебник своему сыну рекомендовал, который в этом году диплом будет защищать.
Опять же Каминский Звезда, треугольник, зигзаг.

3

Re: Вопросы по основам

Bogatikov писал(а):
2020-02-17 00:02:11

Учебник сельского электрика. Прищеп Л.Г. 1986

Не вопрос почитаю.

4 (2020-02-17 01:38:48 отредактировано ПАУтина)

Re: Вопросы по основам

Можно ещё на первоисточник, всё очень наглядно и практически на пальцах: показаны пути протекания токов.
Метод симметричныих составляющих и его применение к расчету аварийных токов. Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д.

Post's attachments

[Vagner_K.F.,_YEvans_R.D.]_Metod_simmetrichnueih_s(BookFi).pdf 3.65 Мб, 31 скачиваний с 2020-02-17 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

5

Re: Вопросы по основам

ПАУтина писал(а):
2020-02-17 01:37:52

Метод симметричныих составляющих и его применение к расчету аварийных токов. Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д

Это тот самый метод согласно которому в место КЗ помещаются ЭДС? Насколько я помню это математический метод, составляющие последовательностей в природе не существуют а пути для протекания он определяет для токов этих самых последовательностей в пределах схем замещения. Полные токи и напряжения определяются как суммы соответствующих составляющих.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Вопросы по основам

2)Аналогичный вопрос на примере сборки втор. обмоток трансф.тока в полную звезду с нулевым проводом. Как известно при симметричной нагрузке токи возвращаются в свои обмотки  через нулевой провод, In=Ia+Ib+Ic=Iнб~0.Значит ли что если сила тока равна нулю что токи в НП  не протекают? Или токи протекают но сила тока равна нулю?
  Тут у вас некоторая путаница. Смотрите, можно ведь не собирать вторичные токи в трёхфазную группу, в "звезду". Пусть каждый ТТ имеет свою собственную вторичную цепь, в знакомых нам обозначениях А411 - от вывода, скажем, И1 (S1)  ТТ к реле, А412 - от реле к выводу И2 (S2) трансформатора тока, и для других фаз аналогично. В каждом из этих проводов есть ток - ещё бы, ну ведь чудес не бывает. Если есть возможность, можете проверить это опытом, в лаборатории. Схема очевидно избыточна - зачем нам (вам, им) возможность измерять фазные токи дважды? Напрашивается объединение  вторичных цепей, после измерени тока каждой фазы, вторичного тока каждого ТТ в общую цепь Ну, это давно началось, ещё с цепей постоянного тока, вас же не удивляет наличие общей шины, GROUND, "масса" где-нибудь в ... где угодно, от радиоприёмника, усилителя до электрооборудования автомобиля. Вот объединили все три "обратных" провода". В самом деле, тока в этом проводе в нормальном, нагрузочном, более или менее симметричном режиме нет. "Тока нет" - это и означает, что его значение (значение силы тока, если угодно) равно нулю или около того, "ток не протекает". Конечно, если этот нулевой провод разорвать, разомкнуть, нуль этот совсем уж будет "круглым", "полным". Тут я бы представил это как сравнение двух вариантов: 1) есть путь для тока, но нет тока (силы тока), ток равен нулю (очень близок к нулю) из-за того, что сумма токов фаз (симметричный режим) примерно равна нулю;  2) пути для тока нет (обрыв), понятно, что тока нет и не может быть (ёмкость фаза-земля и пр. пути для тока сейчас не рассматриваем).   

Если убрать нулевой провод то токи одной фазы всё равно будут протекать замыкаясь через провода и обмотки других фаз что вроде бы как говорит о том что оба варианта для  путей для замыкания токов имеют сопоставимые сопротивления.

Нет, это не так, особенно применительно к цепям вторичного тока, вторичным цепям ТТ. Сопротивление вторичной обмотки ТТ намного больше сопротивления обмоток реле, приборов и т.п.  Кроме того, вспомните, что единственный источник - это ЭДС (да-да, и у ТТ тоже). Если вы разомкнёте нулевой провод в трёхфазной группе (вторичных цепях ТТ, собранных в "звезду") то вы устроите "соревнование ЭДС", победит сильнейший, с наибольшим значением вторичной ЭДС, он и "продавит" свой ток через обмотки двух других ТТ (или одного). Во всяком случае, я это так представляю, опыта такого рода у меня нет. Это не то чтобы совсем "обрыв вторичной цепи тока", но фазные токи (вторичные) точно не будут равны первичным, делённым на Ктт.

Почему в этом случае ток Ia возвращаясь не распаралеливается на три ветви: два по проводам и обмоткам других фаз и один через НП ?

Потому, напомню, что ток всегда течёт по пути наименьшего сопротивления. Сопротивление (не омическое, не сопротивление постоянному току, а полное сопротивление) провода (жилы кабеля) всегда намного меньше, на порядок и более, чем сопротивление вторичной обмотки других ТТ группы (всё не так просто в случае насыщения сердечников ТТ, большого сопротивления жил кабеля и пр., но "сейчас не об этом"). 

Хотя с другой стороны делая одиночное обтекание ТТ от постороннего источника видишь что весь ток в "фазе" и ток в НП одинаковы что значит что весь ток замыкается через НП никуда не ответвляясь.

Вот именно, и как раз по этой причине - из-за того, что сопротивление вторичных обмоток  ТТ намного больше сопротивления нулевого провода. Да, и на самом деле ток в эти "пассивные" цепи немного всё-таки ответвляется, стекает. Они же есть, это путь для тока. В книжке М.Л. Голубева об этом на с.83. Книжку прилагаю.

Post's attachments

Реле прямого действия.djv 1.43 Мб, 3 скачиваний с 2020-02-17 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

7

Re: Вопросы по основам

nkulesh писал(а):
2020-02-17 07:32:21

Тока нет" - это и означает, что его значение (значение силы тока, если угодно) равно нулю или около того, "ток не протекает"

Вот подтверждение этому я и искал. Но есть одно "но", в литературе встречается тезис что "если ток в нулевом проводе отсутствует то он не нужен и от него можно избавиться". Видимо это не относится для РЗА в которой этот провод нужен во первых как фильтр а во вторых возможно для выравнивания напряжения на нагрузке когда  при несимметричных КЗ три источника теряют симметрию. Понятно в общем НП не нужен лишь для  трёхфазных симметричных нагрузок.

Добавлено: 2020-02-17 16:13:19

nkulesh писал(а):
2020-02-17 07:32:21

Сопротивление вторичной обмотки ТТ намного больше сопротивления обмоток реле, приборов и т.п

Если Zобм>>Zприб,реле то соответственно при размыкании НП сила тока  должна бы по идее упасть на солидную величину, тем более в этом случае   вторичная нагрузка превысит допустимую что приведёт к росту погрешностей и выходу ТТ из класса. Сопротивление вторичной обмотки в нормальном нагрузочном режиме определяется её индуктивным сопротивлением XL>>R. Думаю моё представление о источниках ЭДС и тока слишком примитивное - знания каких то свойств не хватает.

8

Re: Вопросы по основам

Этот ток нужен даже в нормальном нагрузочном режиме, режиме качаний и асинхронного хода. Это ток небаланса. От него отстраивают 4-ю ступень ТЗНП. Если небаланса нет - обрыв нуля - катастрофа. Небаланс можно померить ВАФиком.

9

Re: Вопросы по основам

Bogatikov писал(а):
2020-02-17 11:14:04

Этот ток нужен даже в нормальном нагрузочном режиме, режиме качаний и асинхронного хода. Это ток небаланса. От него отстраивают 4-ю ступень ТЗНП. Если небаланса нет - обрыв нуля - катастрофа. Небаланс можно померить ВАФиком.

Никаких сомнений в необходимости его существования у меня нет. Вопрос касался маршрута по которому токи возвращаются в обмотки  источников ЭДС как в первичных цепях силовых трансформаторов так и во вторичных цепях трансформаторов тока в режимах наличия 4 провода(нейтрали) и её отсутствия.

10 (2020-02-17 12:02:09 отредактировано Bogatikov)

Re: Вопросы по основам

Когда-то была такая тема, связанная с обрывом нуля. Ток течёт по пути наименьшего сопротивления. Нуль есть - зашибись, нуль оборван - теки куда можешь хочешь.

11

Re: Вопросы по основам

1)Вопросы буду приводить на примере сети 110 кВ. Интересует каким образом, по какому пути  в сети с глухозаземлённой, эффективно заземлённой и разземлённой нейтралью возвращаются токи протекая от источника питания(ИП) к нагрузке.За ИП на ПС1 принимаю сторону СН АТ за нагрузку на ПС2 сторону ВН понижающего тр-ра, за линию связи ВЛ-110. При разземлённой или изолированной нейтрали со стороны ИП фазные токи протекают к нагрузке по условно прямым проводам а возвращаются по условно обратным(т.е. к примеру ток Ia возвращается в ИП разветвляясь по проводам фаз В и С и далее через обмотки ИП ВY и СZ в свою обмотку АХ).
При заземлении нейтралей со стороны ИП и нагрузки) можно ли называть землю четвёртым проводом по которому могут замыкаться как токи нагрузки так и токи ОКЗ? Как соотносятся сопротивления земли от нейтрали до нейтрали и сопротивления условно обратных проводов? Если при ОКЗ ток возвращается по земле к нейтрали ИП то почему в нормальном режиме при заз.нейтралях токи нагрузки не могут возвращаться в ИП аналогично по земле?Если токи по земле не возвращаются в ИП то можно ли считать сопротивление земли = бесконечности?

как бы если нагрузка симметричная, то ток в земле не течет,  грубо потому что при такой схеме разность потенциалов между нейтралями отсутствует что при наличии нулевого провода, что без него.
сопротивление земли никогда не бесконечность, более того, это относительно небольшая величина, доли Ома/км.

12 (2020-02-17 12:21:39 отредактировано Molot333)

Re: Вопросы по основам

retriever писал(а):
2020-02-17 12:06:47

как бы если нагрузка симметричная, то ток в земле не течет,  грубо потому что при такой схеме разность потенциалов между нейтралями отсутствует что при наличии нулевого провода, что без него.
сопротивление земли никогда не бесконечность, более того, это относительно небольшая величина, доли Ома/км.

Если нагрузка симметричная, а сопротивление земли небольшая величина то именно "ток не течёт" или течёт но сила тока =0 ? Или при симметричной нагрузке и заземл.нейтралях источника и нагрузки токи возвращаются по трём проводам ВЛ а при проявлении несимметрии ток небаланса замыкается по земле?

13

Re: Вопросы по основам

Molot333 писал(а):
2020-02-17 11:26:27

Вопрос касался маршрута по которому токи возвращаются в обмотки  источников ЭДС как в первичных цепях силовых трансформаторов так и во вторичных цепях трансформаторов тока в режимах наличия 4 провода(нейтрали) и её отсутствия.

У проводов сопротивление всегда меньше, чем у земли, поэтому течет обратно по проводам. А сопротивление вторичной обмотки ТТ тут не причем, по-моему мнению. Схема замещения вторичной цепи ТТ будет:

E - Lрассеяния - Zn. (НЕ L вторичной обмотки)

Больших сопротивлений тут нет, так как ТТ должен работать в режиме КЗ.
Да, вообще говоря, в этой цепи сидит могучее сопротивление (индуктивность) вторичной обмотки ТТ, но именно в ней и наводится ЭДС и последовательно с ЭДС это сопротивление в схеме замещения отсутствует.

14

Re: Вопросы по основам

Molot333 писал(а):
2020-02-17 11:13:19

в литературе встречается тезис что "если ток в нулевом проводе отсутствует то он не нужен и от него можно избавиться".

"Скрипач не нужен" (С) Строгое равенство нулю (я про ток в нулевом проводе) бывает редко, какой-то величины небаланс есть всегда. Избавиться от нулевого провода нельзя. Посмотрите, мы и так уже экономим, один провод вместо трёх.

15

Re: Вопросы по основам

Molot333 писал(а):
2020-02-17 12:21:07

Если нагрузка симметричная, а сопротивление земли небольшая величина то именно "ток не течёт" или течёт но сила тока =0 ?

скорее течет, но сила тока=0

Molot333 писал(а):
2020-02-17 12:21:07

Или при симметричной нагрузке и заземл.нейтралях источника и нагрузки токи возвращаются по трём проводам ВЛ а при проявлении несимметрии ток небаланса замыкается по земле?

да.
в сетях 110 кВ, как правило, несимметрия, вызывающая ток в земле - это КЗ или обрыв. Нагрузка в сетях 110 кВ находится за треугольником, поэтому небаланс в нагрузке ток в земле не вызывает

16 (2020-02-17 12:58:12 отредактировано Molot333)

Re: Вопросы по основам

retriever писал(а):
2020-02-17 12:43:36

да.
в сетях 110 кВ, как правило, несимметрия, вызывающая ток в земле - это КЗ или обрыв. Нагрузка в сетях 110 кВ находится за треугольником, поэтому небаланс в нагрузке ток в земле не вызывает

Прорезюмирую еще раз тогда в сети с  заземлёнными нейтралями Источника Питания и нагрузки при симметричной нагрузке токи возвращаются в ИП исключительно по проводам ВЛ а при появлении несимметрии нагрузки токи продолжают замыкаться по проводам ВЛ а часть тока равная In=Ia+Ib+Ic замыкается по земле. То же касается и циркуляции токов во вторичных цепях звезды ТТ.
  Но если вышенаписанное правильно то все таки сопротивление земли между двумя подстанциями все таки велико.

17

Re: Вопросы по основам

Molot333 писал(а):
2020-02-17 02:36:16

Это тот самый метод согласно которому в место КЗ помещаются ЭДС? Насколько я помню это математический метод, составляющие последовательностей в природе не существуют а пути для протекания он определяет для токов этих самых последовательностей в пределах схем замещения. Полные токи и напряжения определяются как суммы соответствующих составляющих.

Да, действительно и дело не в каких-то выдуманных абстракциях, а дело в принципе - разложение сложной задачи на простые.
В математике это называется декомпозиция.
А если принципиально поставить вопрос, то собственно как можно вообще что-то говорить о симметричных составляющих, если само понятие тока имеет вроде точное определение, но каждый раз вызывает сомнение: "а до конца ли понятно это природное явление"
Всё проверяется практическим переходом от обратного и отсутствием противоречий. В методе СС переход делается туда и обратно и нет ни каких противоречий, значит этим можно пользоваться с полной гарантией, что этот метод не откажет и будет всё правильно. Т.е. можно даже не задумываться, делай как показано и всё получится,
например, если не дальтоник, то всегда сможешь собрать кубик Рубика ...

18

Re: Вопросы по основам

ПАУтина писал(а):
2020-02-17 13:11:37

Да, действительно и дело не в каких-то выдуманных абстракциях, а дело в принципе - разложение сложной задачи на простые.
В математике это называется декомпозиция.
А если принципиально поставить вопрос, то собственно как можно вообще что-то говорить о симметричных составляющих, если само понятие тока имеет вроде точное определение, но каждый раз вызывает сомнение: "а до конца ли понятно это природное явление"
Всё проверяется практическим переходом от обратного и отсутствием противоречий. В методе СС переход делается туда и обратно и нет ни каких противоречий, значит этим можно пользоваться с полной гарантией, что этот метод не откажет и будет всё правильно. Т.е. можно даже не задумываться, делай как показано и всё получится,
например, если не дальтоник, то всегда сможешь собрать кубик Рубика ...

Да только МСС отвечает на заданные мною вопросы не совсем понятно. Так например при ОКЗ в сети 110 кВ с глухзаз. или эффективной нейтралью токи НП вытекают из точки КЗ замыкаются через заз.нейтрали всех силовых трансф-ов и возвращаются в точку КЗ что не совсем совпадает с путями циркуляции полных реальных токов.

19 (2020-02-17 13:38:04 отредактировано retriever)

Re: Вопросы по основам

тогда в сети с  заземлёнными нейтралями Источника Питания и нагрузки при симметричной нагрузке токи возвращаются в ИП исключительно по проводам ВЛ а при появлении несимметрии нагрузки токи продолжают замыкаться по проводам ВЛ а часть тока равная In=Ia+Ib+Ic замыкается по земле.

если взять линию 110 кВ и 1ф КЗ на ней, то в первом приближении ток в поврежденной фазе почти весь течет по земле. По другим фазам ток тоже течет, но объяснение там более сложное, вкратце
1) есть взаимоиндукция между фазами, поэтому при некоторых (на самом деле очень часто встречающихся) конфигурациях сети в неповрежденных фазах наводится ЭДС,
2) если есть Т с заземленной нейтралью и вторичной обмоткой треугольник, то при 1ф КЗ через этот треугольник ток трансформируется в неповрежденные фазы (по сути, та же взаимоиндукция, в дополнение к взаимоиндукциям между проводами).
3) нулевой провод с сопротивлением Zнп может быть заменен на нулевой провод с нулевым сопротивлением коррекцией фазных величин: к каждому фазному сопротивлению нужно прибавить Zнп, и между каждой парой фаз дать дополнительную взаимоиндукцию Zнп. Т.е. нулевой провод можно рассматривать с точки зрения расчета тоже как дополнительную взаимоиндукцию

если бы взаимоиндукций нигде не было бы (в т.ч. "от нулевого провода", п.3, т.е. сопротивление земли ноль), а были бы только 1фазные Т звезда_с_нулем/звезда_с_нулем, то при 1ф КЗ ток тек бы только через землю и поврежденную фазу.

Molot333 писал(а):
2020-02-17 12:50:44

Но если вышенаписанное правильно то все таки сопротивление земли между двумя подстанциями все таки велико.

на уровне сопротивления линий. Активное примерно 0.05 Ом/км, реактивное примерно 0.3 Ом/км. Точно сказать не могу, в литературе обычно сразу исключают этот нулевой провод по п.3. Так там получается, если схему собирать без взаимоиндукций, то будет что-то типа ZL=0.7 Ом/км фазы, Zm=0.3 Ом/км земля,
Z1=ZL-Zm=0.7-0.3=0.4 Ом/км, Z0=ZL+2*Zm=0.7+2*0.3=1.1 Ом/км.
Но это неточно, т.к. на самом деле есть взаимоиндукция между фазами и землей, и она тоже сидит в этих 0.3 Ом/км.

Добавлено: 2020-02-17 14:34:43

Molot333 писал(а):
2020-02-17 13:22:34

Да только МСС отвечает на заданные мною вопросы не совсем понятно.

МСС, грубо говоря, это способ заменить сети с взаимоиндукциями на сети без взаимоиндукций или почти без них.
Потому что сети с взаимоиндукциям вручную сворачивать очень сложно, а раньше компьютеров не было.
+ я так понимаю, был затык с моделированием, когда все делалось на расчетных столах а-ля стенд по тоэ, и взаимоиндукция - это там какой-то трансформатор надо делать, да еще и регулируемый, а так резюки посоединял проводами по методичке, померял ток, напряжение, дальше по формулам перевел все в фазные величины.

Если бы не было взаимоиндукций, брали бы просто 1 фазу, считали бы для нее, а затем говорили бы - "для двух других то же самое".

20

Re: Вопросы по основам

retriever писал(а):
2020-02-17 13:32:07

есть взаимоиндукция между фазами, поэтому при некоторых (на самом деле очень часто встречающихся) конфигурациях сети в неповрежденных фазах наводится ЭДС,

В неповреждённых фазах насколько я понял в реальных режимах продолжают течь токи нагрузки а  в идеализированном режиме который рассматривается в книжках по РЗА они отсутствуют. Разве взаимоиндукция между проводами столь велика что при рассмотрении данных вопросов ей нельзя принебречь?

Добавлено: 2020-02-17 18:40:51

retriever писал(а):
2020-02-17 13:34:43

сли есть Т с заземленной нейтралью и вторичной обмоткой треугольник, то при 1ф КЗ через этот треугольник ток трансформируется в неповрежденные фазы (по сути, та же взаимоиндукция, в дополнение к взаимоиндукциям между проводами).

Допустим это так но это уже явления на стороне СН или НН а у нас сторона ВН.