3 Внутрішні перенапруги та їх обмеження

3.1 Аналітичні методи дослідження перенапруг

3.1.3 Метод симетричних складових в розрахунках комутаційних перенапруг

Під час розрахунків перехідних процесів в несиметричних комутаціях широко використовується метод симетричних складових (method of symmetrical components), зокрема розрахунок на основі комплексних схем заміщення. Побудова цих схем дається в курсах з перехідних процесів в електричних системах. Особливістю схем для розрахунку перенапруг є рівність опорів прямої (forward sequence) і зворотної послідовностей z₁ і z₂. Єдиним елементом систем, у якого , є обертові машини. Проте в розрахунках перенапруг (як, втім, і початкових струмів коротких замикань) враховуються надперехідні реактивні опори, які у машин з демпферними контурами в обох осях приблизно однакові для систем струмів прямої і зворотної послідовностей.

За умови z₁=z₂ розрахунок напруг і струмів в несиметричних схемах може ґрунтуватися на універсальній комплексній схемі у фазних координатах, побудова якої показана на рис. 3.2. З обох боків від довільної несиметричної комутації, умовно показаній на рис. 3.2,а блоком НК, включені мережі S₁ і S₂ довільного вигляду з довільними перехідними опорами.

На схемі показано заземлення в місці комутації. За методом активного двополюсника для трифазної мережі можна перетворити S₁ і S₂ до схеми на рис. 3.2,б, в якій  – еквівалентні джерела напруги, яка рівна фазним напругам на розімкнених кінцях а, b, с в симетричному режимі (напруга холостого ходу (tickover; idling)); z₁ - еквівалентний опір прямої послідовності, рівний фазним опорам в симетричному режимі з точок а, b, с при закорочених джерелах е.р.с. (опір короткого замикання);  – опір в нульовому каналі; z₀ – еквівалентний опір нульовій послідовності (null sequence).

Рисунок 3.2 – Універсальна комплексна схема:

а - початкова; б - розрахункова

За схемі на рис. 3.2,б опір z₀ рівний потрійному опору з точок а, b, с при паралельно з’єднаних фазах:

.

Ця тотожність підтверджується правильністю структури схеми на рис. 3.2,б. Таким чином, в цій схемі виконуються необхідні та достатні умови зв'язку між симетричними складовими напруги і струму.

Універсальна комплексна схема на рис. 3.2 дозволяє безпосередньо визначати фазні напруги і струми в несиметричних режимах. Відзначимо, що схема може бути використана не тільки в усталених, але і в перехідних режимах.