Поперечные составляющие

Поперечные дифференциальные защиты применяются для параллельных цепей с одинаковыми или не очень резко различающимися параметрами, присоединяемых к шинам через отдельные или иногда общие выключатели (см. 8.1,6 и е). Их выполнение основывается на том, что токи в параллельных цепях при нормальной работе и внешних КЗ бывают одинаковыми или не сильно различающимися, а при возникновении КЗ на одной из цепей становятся неодинаковыми. Для цепей с отдельными выключателями могут применяться защиты, сравнивающие абсолютные значения токов цепей (балансные защиты) или токи и направления мощностей в цепях. Балансные защиты пригодны для установки только с питающих сторон и в отечественной практике используются редко. Применение находят поперечные дифференциальные токовые направленные защиты, которые рассматриваются ниже.

8.9. ПОПЕРЕЧНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ЗАЩИТЫ

параллельные цепи, в них возможно наличие двух источников питания. В таких сетях применение только токовых ступенчатых направленных защит часто невозможно или неэффективно. В этих случаях используются дистанционные, обычно односистемные, защиты с ИО полного сопротивления. Для одиночных цепей используются единственные защиты, осуществляющие и дальнее резервирование. Дополнительно на параллельных цепях предусматриваются поперечные дифференциальные токовые направленные защиты. При направленных защитах дополнительно устанавливаются токовые ненаправленные отсечки от многофазных КЗ. Иногда для первых двух ступеней вместо органов сопротивления применяются комбинированные отсечки по току и напряжению (см. гл. 5). Однако при современных элементных базах такое решение представляется недостаточно обоснованным.

Использование гармоник, обусловленных несинусоидальностью ЭДС. Как уже указывалось выше, магнитная индукция в воздушном зазоре бывает не вполне синусоидальна. Соответственно несинусоидальны и ЭДС генераторов. В них содержатся гармоники тройной частоты, представляющие составляющие нулевой последовательности, от воздействия которых, например, односистемные поперечные дифференциальные защиты, реагирующие на /С
8.9. Поперечные дифференциальные токовые направленные защиты.............. 320

сматриваемыо защиты влияния не оказывают. Третьи Е3 и кратные им гармоники, определяемые несинусоидальностью индукции в зазоре, уже сущгствуют при нормальной работе, во всех трех фазах совпадают по фазе и поэтому являются составляющими нулевой последовательности. От их вредного воздействия приходится отстраивать такие защиты, как поперечные дифференциальные токовые (§ 8-10) и зациты напряжения нулевой последовательности, реаги-

Для защит с двумя параллельными цепями в общем случае могут применяться те же защиты, что и для одиночных линий. В качестве дополнительной защиты от к. з. на землю при двустороннем питании предусматриваются поперечные направленные защиты нулевой последовательности (гл. 5), обеспечивающие относительно быстрое отключение к. з. (работают в каскаде). Иногда применяются также поперечные дифференциальные токовые направленные защиты (например, для замены продольных в целях упрощения, на тупиковых линиях с дистанционными защитами питающей стороны для убыстрения отключения к. з.). В качестве дополнительных всегда используются также токовые отсечки.

Поперечные дифференциальные защиты применяются для параллельных цепей с одинаковыми или не очень резко различающимися параметрами, присоединяемых к шинам через отдельные или иногда общие выключатели (см. 8.1,6 и в). Их выполнение основывается на том, что токи в параллельных цепях при нормальной работе и внешних КЗ бывают одинаковыми или не сильно различающимися, а при возникновении КЗ на одной из цепей становятся неодинаковыми. Для цепей с отдельными выключателями могут применяться защиты, сравнивающие абсолютные значения токов цепей {балансные защиты) или токи и направления мощностей в цепях. Балансные защиты пригодны для установки только с питающих сторон и в отечественной практике используются редко. Применение находят поперечные дифференциальные токовые направленные защиты, которые рассматриваются ниже.

8.9. ПОПЕРЕЧНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ЗАЩИТЫ

параллельные цепи, в них возможно наличие двух источников питания. В таких сетях применение только токовых ступенчатых направленных защит часто невозможно или неэффективно. В этих случаях используются дистанционные, обычно односистемные, защиты с ИО полного сопротивления. Для одиночных цепей используются единственные защиты, осуществляющие и дальнее резервирование. Дополнительно на параллельных цепях предусматриваются поперечные дифференциальные токовые направленные защиты. При направленных защитах дополнительно устанавливаются токовые ненаправленные отсечки от многофазных КЗ. Иногда для первых двух ступеней вместо органов сопротивления применяются комбинированные отсечки по току и напряжению (см. гл. 5). Однако при современных элементных базах такое решение представляется недостаточно обоснованным.

Использование гармоник, обусловленных несинусоидальностью ЭДС. Как уже указывалось выше, магнитная индукция в воздушном зазоре бывает не вполне синусоидальна. Соответственно несинусоидальны и ЭДС генераторов. В них содержатся гармоники тройной частоты, представляющие составляющие нулевой последовательности, от воздействия которых, например, односистемные поперечные дифференциальные защиты, реагирующие на К^] (см.

9.11. Продольные и поперечные составляющие векторов МДС Fa и тока якоря /а

Поворотный трансформатор может быть синусным, если вторичная обмотка является обмоткой 2А (см. XI. 47), косинусным, если вторичная обмотка 2В сдвинута на 90°, и синусно-косинусным, если имеются две вторичные обмотки (2А и 2В). При условии, что обе обмотки синусно-косинусного трансформатора имеют одинаковое число витков и нагружены одинаковыми сопротивлениями, то поперечные составляющие Фд потоков обмоток 2А и 2В компенсируют друг друга. Такой трансформатор не нуждается в компенсационной обмотке К. Его называют трансформатором со вторичным симметрированием.

Введя в исследование процессов преобразования энергии в синхронных машинах приведенные продольные и поперечные составляющие оеакции якоря, можно представить, что и ток

якоря Fd и Fq. Чтобы определить приведенные продольные и поперечные составляющие реакции якоря, надо Fd и Fq умножить на коэффициенты приведения по продольной и поперечной осям машины:

Определим продольные и поперечные составляющие на-пряжений, кВ, по формулам.

В отношении реакции якоря рассматриваемых преобразователей можно отметить следующее. Так как токи в двигательной и генераторной обмотках якоря протекают в противоположных направлениях, то поперечные составляющие м. д. с. их в значительной мере взаимно компенсируются. Разность между ними определяется только м. д. с. низковольтной обмотки от тока холостого хода, обусловленного механическими и магнитными потерями якоря. Следовательно, м. д. с. якоря в преобразователях численно определяется лишь этим током. При таких условиях она не может оказывать заметного влияния на магнитное поле полюсов, что позволяет уменьшить воздушный зазор между якорем и полюсами и снизить расход меди и потери на возбуждение.

При нагрузке преобразователя малой мощности со стороны переменного тока в зависимости от ее характера происходит изменение скорости вращения якоря и частоты переменного напряжения вследствие изменения магнитного поля машины под влиянием продольной составляющей м. д. с. якоря. При активной нагрузке преобразователя поперечные составляющие м. д. с. якоря от постоянного и переменного токов в значительной мере взаимно компенсируются, разность между ними определяется в основном током холостого хода преобразователя со стороны коллектора. Продольная же составляющая м. д. с. якоря от переменного тока при активной нагрузке также невелика, поэтому скорость вращения якоря в этом случае изменяется незначительно.

При нагрузке вторичные синусная и косинусная обмотки трансформатора создают соответственно магнитные поля Ф^ и Ф^ (см. 40.4), поперечные составляющие которых Ф' cos а и Ф" sin а

стороны, которую в этом случае размыкают. Косинусную же обмотку замыкают на балластное сопротивление Z6 ( 40.7). При такой схеме получается линейный вращающийся трансформатор со вторичным симметрированием обмоток. Данная схема применяется в случае, если нагрузка в цепи синусной обмотки ZH = const. Балластное сопротивление Z6 в косинусной обмотке должно быть подобрано так, чтобы трансформатор был полностью симметрирован со вторичной стороны. В этом случае поперечные составляющие вторичных магнитных полей Ф^соз а и Ф^ sin а взаимно скомпенсированы при любом угле поворота ротора, т.е. (Ф^соз а — Ф"2зт а) =0, и, следовательно, э. д. с. в синусной обмотке от этих полей равна нулю. В поперечной составляющей витков этой обмотки индуцируется э. д. с. взаимной индукции от пульсации поля Фк (см. 40.7), Созданного компенсационной обмоткой первичной стороны:

В этом положении появляются поперечные составляющие м.д.с. и потоков, значения которых будут пропорциональны зт(0Д1+0Д2)-В дифференциальном сельсине возникает синхронизирующий момент, который повернет ротор ДС на угол 0n=0nl-f 0д2. При этом потоки Фс и Фр опять совпадут по направлению и синхронизирующий момент исчезнет. Таким образом, ротор дифференциального сельсина отработает сумму углов сельсинов-датчиков СД% и СД\. Аналогично можно показать, что если оба сельсина-датчика повернуть в одну сторону, то угол поворота ротора дифференциального сельсина будет равен разности углов датчиков ( 6.12, в).

2) «магнитные» волны (волны типа Н), или «поперечные электрические» волны (волны типа ТЕ); они имеют продольную магнитную составляющую и поперечные составляющие вектора Е и могут