Обратной и нулевой последовательностей

               прямая                                      обратная                         нулевая

Симметричная система токов прямой последовательности представляет три одинаковых по величине вектора с относительным сдвигом по фазе, вращающихся против часовой стрелки. Чередование фаз А – В – С принимается по часовой стрелке.

Аналогичные условия имеем для обратной последовательности с чередованием фаз А – С – В.

Система нулевой последовательности существенно отличается от прямой и обратной тем, что отсутствует сдвиг фаз. Нулевая система токов по существу представляет три однофазных тока, для которых три провода трехфазной цепи представляют прямой провод, а обратным проводом служит земля или четвертый (нулевой), по которому возвращается 3I₀.

Согласно условию разложения несимметричной системы токов I_А, I_В, I_С на три симметричные системы имеем:

I_А = I_а1 + I_а2 + I_а0

I_В = I_b1 + I_b2 + I_b0

I_C = I_c1 + I_c2 + I_c0

Здесь в силу равенства I_а0 = I_b0 = I_c0 индекс фазы у нулевой последовательности вообще упущен. Уравнения позволяют определить несимметричную систему токов при известных симметричных составляющих.

Все приведенные соотношения в равной мере справедливы и для напряжений.

Системы прямой и обратной последовательностей являются симметричными и уравновешенными; система нулевой последовательности является симметричной, но неуравновешенной.

Так же принимаем, что:

3 I₀ = I_А + I_C + I_В,

т.е. геометрическая сумма несимметричной системы токов равна утроенному току нулевой последовательности, который протекает (возвращается) в земле или нулевом проводе.

Для электрической системы с физически равными фазными сопротивлениями ее элементов  

Z_А = Z_В = Z_C

справедлив принцип независимости действия симметричных составляющих. Для воздушных линий соблюдение этого условия достигается транспозицией проводов.

Транспозиция это – изменение взаимного расположения проводов отдельных фаз по длине воздушной линии электропередачи для уменьшения нежелательного влияния линий электропередачи друг на друга и на близлежащие линии связи.

Суть этого принципа состоит в том, что в трехфазной системе с симметричными элементами напряжение какой либо последовательности вызывает протекание токов только одноименной последовательности. Точно также ток данной последовательности вызывает падение напряжения только своей последовательности, т.е.

∆U₁ = I₁ · Z₁,       ∆U₂ = I₂ · Z₂,       ∆U₀ = I₀ · Z₀,

Можно сказать, что электрические контуры как бы обладают отдельными каналами избирательности прямой, обратной и нулевой последовательностей, по которым могут протекать токи лишь соответствующих последовательностей. Выполнение принципа независимости действия симметричных составляющих практически очень важно, поскольку позволяет каждую последовательность рассматривать независимо (автономно) от других последовательностей.

Из  данного условия следует, что один и тот же элемент в общем случае оказывает разные сопротивления при протекании по нему тока прямой, обратной или нулевой последовательности. Это характерно для трехфазной сети, в которой проявление взаимной индуктивности между фазами зависит от протекающей последовательности тока.

По своей природе синхронные машины генерируют симметричную систему векторов ЭДС только прямой последовательности, а ЭДС обратной и нулевой последовательностей равны нулю. При несимметричном КЗ по месту повреждения возникают несимметрич-ные напряжения, которые можно представить как геометрическую сумму симметричных составляющих напряжений Uк1, Uк2, Uк0. Токи обратной и нулевой последовательностей определяются толь-ко соответствующими напряжениями в точке КЗ.

Эквивалентные схемы прямой (а), обратной (б), нулевой (в) последовательностей а) б) в)

Влияние режима напряжения в тяговой сети на работу электроподвижного состава. Качество электроэнергии на дорогах переменного и постоянного тока. Средства повышения качества энергии.