ГОСТ 1983-01 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. до замыкания. 3.1.4 Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
1


ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ КОМПАНИЯ


ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»



СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ОАО «ФСК ЕЭС»

СТО

56947007


29.240.
10
.1
91

20
1
4








МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОТ РЕЗОНАНСНЫХ
ПОВЫШЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРО
УСТАНОВКАХ 6

750 к
В



Стандарт организации




Дата введения
:

19.11.2014

















ОАО «ФСК ЕЭС»

2014

2



Преди
словие



Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации
установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184

ФЗ «О
техническом регулировании», объекты стандартизации и общие положения
при разработке и применении стандартов организаций Российс
кой
Федерации


ГОСТ

Р

1.4

2004 «Стандартизация в Российской Федерации.
Стандарты организаций. Общие положения», общие требования к
построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению
межгосударственных стандартов, правил и рекомендаций по
межгосуд
арственной стандартизации и изменений к ним


ГОСТ 1.5

2001,
правила построения, изложения, оформления и обозначения национальных
стандартов Российской Федерации, общие требования к их содержанию, а
также правила оформления и изложения изменений к национал
ьным
стандартам Российской Федерации


ГОСТ Р 1.5

2004.



Сведения о стандарте организации


1.

РАЗРАБОТАН:
ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»
.


2.

ВНЕСЁН: Департаментом
подстанций
, Департаментом инновационного
развития.



3. УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ:


Приказом ОАО
«ФСК ЕЭС» от
19.11.2014



522
.


4. ВВЕДЁН: ВПЕРВЫЕ.






Замечания и предложения по стандарту организации следует направлять в Департамент инновационного
развития ОАО «ФСК ЕЭС» по адресу: 117630, Москва, ул. Ак. Челомея, д. 5
а
, электронной почтой по
ад
ресу:
vaga

na
@
fsk

ees
.
ru
.



Настоящий документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен
в качестве официального издания без разрешения ОАО «ФСК ЕЭС»








3


Содержание

1 Область применения

................................
................................
.........................

4

2 Нормативные ссылки

................................
................................
........................

4

3 Термины, определения, сокращения и
обозначения

................................
.......

4

4

Защита от феррорезонансных повышений напряжения электроустановок
напряжением 6

35 кВ

................................
................................
...........................

8

4.1 Общие положения

................................
................................
..........................

8

4.2 Феррорезонанс в сетях 6

35 кВ с электромагнитными ТН

..........................

9

4.3 Феррорезонанс в несимметричной схеме сети

................................
...........

11

4.4 Мероприятия по защите от феррорезонансных повреждений ТН в сетях 6

35 кВ, работающих с изолированной нейтралью

................................
.............

12

5 Защита от резонансных повышений напряжения
электроустановок
напряжением 110

750 кВ

................................
................................
...................

13

5.1 Общие положения

................................
................................
........................

13

5.2 Защита от феррорезонансных перенапряжений при неполнофазных
ре
жимах ВЛ 110 кВ с подключенными без выключателей силовыми
трансформаторами с изолированной нейтралью
................................
..............

14

5.3

Защита от резонансных повышений напряжений на отключенной в цикле
ОАПВ ВЛ с ШР

................................
................................
................................
..

16

5.4

Рекомендации по защите от резонансных повышений напряжений в
неполнофазных режимах ВЛ напряжением 330

750 кВ

................................
..

20

5.5 Рекомендации по
защите от феррорезонансных повышений напряжения
ВЛ 500

750 кВ с ШР при наличии параллельной ВЛ
................................
.......

20

5.6 Рекомендации по защите от феррорезонансных повышений напряжения в
РУ напряжением 220

500

кВ
с электромагнитными трансформаторами
напряжения

................................
................................
................................
.........

21

5.7 Защита от резонансных повышений напряжений на второй гармонике в
электропередачах 500

750 кВ с ШР

................................
................................
..

24

Приложение А

(справочное)

Схемы и основные принципы конструктивных
решений антирезонансных ТН 6

35 кВ

................................
.............................

27

П
риложение Б

(справочное)

Основные параметры схемы замещения ТН
типов НКФ

220 и НКФ

500

................................
................................
...............

31

Приложение В

(справочное)

Емкости конденсаторов, шунтирующих
контакты выключателей

................................
................................
....................

32

Библиография

................................
................................
................................
.....

3
3

4



1 Область применения


Настоящий
с
тандарт распространяется на
защиту

сетевых

электроустановок

пер
еменного тока частот
ой
50 Гц

номинального
напряжения
6

750 кВ от

резонансных повышений напряжения
.

с
тандарт не
распространяется на защиту шин генераторного напряжения.

Требования настоящего стандарта распространяются на защит
у
электрооборудования

от резона
нсных повышений напряжения на вновь
сооружаемы
х
, подлежащи
х

техническому перевооружению и реконструкции
энергообъект
ах
.

Положения настоящего
с
тандарта предназначены для применения
проектными
и

эксплуатационными организациями.


2 Нормативные ссылки


ГОСТ

72
1

77

Системы электроснабжения, сети, источники,
преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные
напряжения свыше 1000 В

(с Изменениями № 1


3).


ГОСТ

1983

01

Трансформаторы напряжения. Общие технические

условия
.


ГОСТ

1516.3

96

Электрообору
дование переменного тока на
напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности
изоляции
.


ГОСТ

19431

84 Энергетика и электрификация. Термины и
определения
.


ГОСТ

Р 52725

2007 Ограничители перенапряжени
й

нелинейные для
электроустановок переменн
ого тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие
технические условия
.


3 Термины, определения, сокращения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем

стандарте применены следующие термины с
соответствующими определениями:


3.1.1

З
аземление
:
п
реднамеренное элек
трическое соединение какой

либо части электроустановки с заземляющим устройством.

3.1.2

И
золированная нейтраль
:

н
ейтраль трансформатора или
генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или
присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, з
ащиты,
5


заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие
большое сопротивление.

3.1.3

К
оэффициент замыкания на землю в трехфазной
электрической сети
:

о
тношение разности потенциалов между
неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю д
ругой или
двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке
до замыкания.

3.1.4

Н
аибольшее длительно допустимое рабочее напряжение
ОПН;
U
НР
:

н
аибольшее действующее значение напряжения промышленной
частоты, которое может быть приложено непр
ерывно к ОПН в течение всего
срока его службы, и которое не приводит к повреждению или термической
неустойчивости ОПН.

3.1.5

Н
ормативный документ
:

д
окумент, устанавливающий правила,

общие принципы или характеристики, касающиеся
э
лекто
оборудования,
включает поня
тия технические условия, техническое задание, техническая
спецификация и другие документы на поставку продукции.

3.1.6

О
граничител
ь перенапряжений нелинейный
:

а
ппарат,
предназначенный для защиты изоляции электрооборудования от грозовых и
коммутационных перенапря
жений.

П
римечание.
Представляет собой последовательно иили

параллельно соединенные
металло
оксидные варисторы без каких

либо последовательных или параллельных искровых
промежутков, заключенные в изоляционный корпус.

3.1.7

П
еренапряжение
:

п
ревышение напряжения н
ад наибольшим
рабочим напряжением, установленным для данного электрооборудования.

3.1.8

П
еренапряжения переходного

ф
еррорезонанса
:

п
еренапряжения, возникающие при коммутации невозбужденного
трансформатора и линии

на частоте близкой к
собственной частоте схемы
се
ти.

П
римечание.
Время существования этого режима определяется временем установления
режима в магнитной цепи трансформатора
.

3.1.9

П
одстанция
:
э
лектроустановка, предназначенная для приема,
преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из
трансфо
рматоров или других преобразователей электрической энергии
устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств по
ГОСТ 19431
.

3.1.10

П
редвключенный реактанс системы
:

с
опротивление системы
в схеме замещения источника питания, определяемое параметра
ми питающей
сети.

П
римечание.

Р
еактанс системы, определяется по токам однофазного и трехфазного КЗ при
отключенной коммутируемой линии.

3.1.11

Р
аспределительное устройство
:

э
лектроустановка, служащая
для приема и распределения электроэнергии одно
го класса

напряже
ния

и
содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины,
вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а
также устройства защиты, автоматики, телемеханики, связи и измерений.

6


3.1.12

Р
аспре
делительное устройство открытое
:
р
аспре
делительное
устройство, где все или основное оборудование расположено на открытом
воздухе.

3.1.13

Р
аспредели
тельное устройство закрытое
:
р
аспределительное
устройство, оборудование которого расположено в здании.

3.1.14


Р
езонанс
:

я
вление в электрической цепи, содержащей
участки,
имеющие индуктивный и емкостной характер, при котором разность фаз
синусоидального электрического напряжения и синусоидального
электрического тока на входе цепи равна нулю.

3.1.15

Р
езонансные (феррорезонансные) повышения напряжения
:

п
овышения напряжения,

вызванные резонансными колебаниями в цепи с
линейными (нелинейными) элементами.

3.1.16


Т
ехническое перевооружение
:

к
омплекс работ на
действующих объектах электрических сетей, направленный на повышение их
технико

экономического уровня. Техническое перевооружение

состоит в
замене морально и физически устаревшего оборудования, конструкций и
материалов новыми, более совершенными, с оптимизацией схем и
компоновок и внедрение автоматизированных и автоматических систем
управления и контроля и других современных средств

управления
производственным процессом, совершенствовании подсобного и
вспомогательного хозяйства объекта в пределах ранее выделенных
земельных участков. Комплексное техническое перевооружение


полное
или частичное обновление элементов объекта.

3.1.17

Т
ок пропус
кной способности ОПН;
I
ПР
:

н
ормируемое
изготовителем максимальное значение прямоугольного импульса тока
длительностью 2000

мкс (ток пропускной способности).

П
римечание.

ОПН должен выдержать 18 таких воздействий с принятой
последовательностью их приложения

без потери рабочих качеств.

3.1.18

Т
рансформатор напряжения антирезонансный
:

т
рансформатор, устойчиво работающий при наличии
в сети
феррорезонансных явлений
.

3.1.19

У
становившийся режим электрической цепи
:

р
ежим
электрической цепи, при котором электродвижущие силы, эле
ктрические
напряжения и электрические токи в электрической цепи являются
постоянными или периодическими.

3.1.20

Э
лектрическая

сеть

с

э
ффективно

заземленной

нейтралью
:

т
рехфазная электрическая сеть напряжением выше 1 кВ, в которой
коэффициент замыкания на землю не

превышает 1,4.

3.1.21

Э
лектроустановка
:

с
овокупность машин, аппаратов, линий и
вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в
которых они установлены), предназначенных для производства,
преобразования, трансформации, передачи, распределени
я электрической
энергии и преобразования ее в другие виды энергии.


7


3.2 Обозначения и сокращения

АПВ


автоматическое повторное включение;

АТ


автотрансформатор;

ВЛ


воздушные линии;

ВН


высокое напряжение;

ДГР


дугогасящий реактор;

ДЗШ



дифференциал
ьная защита шин;

ЗРУ


закрытое распределительное устройство;

КЗ


короткое замыкание;

КР


компенсационный реактор;

КРУ


комплектное распределительное устройство;

КРУЭ


комплектное распределительное устройство элегазовое;

НД



нормативный документ
;

НН


низкое напряжение;

ОАПВ


однофазное автоматическое повторное включение;

ОЗЗ


однофазное замыкание в электрической цепи на землю;

ОПН


ограничитель перенапряжения нелинейный;

ОРУ


открытое распределительное устройство;

ПС


подстанция;

РЗ


релейная з
ащита;

РУ


распределительное устройство;

ТН


трансформатор напряжения;

ТТ


трансформатор тока;

УРОВ


устройство резервирования отказа выключателей;

ШР


шунтирующий реактор.

8



4

Защита от
ферро
резонансных повышений напряжения
электроустановок

напряжени
ем 6

35 кВ


4.1 Общие положения

4.1.1

Сети

номинальн
ого

напряжени
я

6

35 кВ работают

с

изолированной

нейтралью или с компенсацией емко
стного тока замыкания
на землю
[5]
.

Для компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях
применя
ю
тся заземляющие дуго
гасящие реакторы (ДГР) с ручным или
автоматическим регулированием

индуктивного сопротивления
.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю дугогасящими
реакторами должна применяться при емкостных токах, превышающих
з
начения
, приведенные в
Т
аблице

4.1 [5]
.


Таблица 4.1

Номинальное напряжение сети, кВ

6

10

15

20

35

Емкостный ток замыкания на землю, А

30

20

15

10


В сетях 6

35 кВ на железобетонных и металлических опорах должны
использоваться дугогасящие реакторы при емкостном токе замыкания на
землю более
10 А.

Работа сетей 6

35

кВ без

компенсации емкостного тока при его
значениях превышающих значения
,

приведенные выше
,

не допускается
.

Мощность дугогасящих реакторов выб
и
ра
ется

по емкостному току
сети

и должна

иметь

резонансную настройку.

Работа сетей с
не
до
компенсацией емкостного тока,

не допускается.


4.1.2
В сетях 6

35 кВ
с изолированной нейтралью
при наличии ОЗЗ
возможен
ферр
орезонанс индуктивности ТН

с

ем
костью сети.
Феррорезонансные процессы могут развиваться только в
нулевой
последовательности
. Междуфа
зные напряжен
ия остаются без изменения.

Повреждениям от феррорезонанса подвержены только ТН

с
заземленной обмоткой ВН
, контролирующие изоляцию

сети

относительно
земли
.

4.1.3

Феррор
езонанс ТН с емкостью сети возможен
в схемах,
работающих с изолированной ней
тралью в следующих случаях
:


1)

при самопроизвольном смещении нейтрали в схемах с малыми
емкостными токами
;

2)

п
ри
субгармоническ
ом

феррорезонанс
е

в схемах с относительно
не
большими

емкостями коротких линий
6

35 кВ
;

3)

п
ри однофазных замыканиях на землю

че
рез перемежающуюся дугу
.

При
н
аличии ДГР в таких схемах феррорезонанс невозможен.

4.1.4

Фе
ррорезонанс
емкости сети с потребительским трансформатором
возможен в сетях 6

35 кВ
при неполнофазных
схемах.

9



4
.2

Феррорезонанс в сетях 6

35 кВ с

электромагнитными Т
Н

4
.2.
1

Явление самопроизвольного смещения нейтрали

4
.2.1
.
1. Ф
еррорезонанс ТН с емкостью ненагруженных шин
на частоте
50 Гц
,

носит название

«
самопроизвольного смещения нейтрали
».

Такой
резонанс возникает
в

результате
разновременности
включения фаз

выключат
еля при

коммутациях

элементов сети.


При разновременности включения фаз выключателя н
а емкостях сети
появляются так называемые
«
нескомпенсированные
»

заряды
, которые
создают по
стоянную составляющую напряжения

U
0
на фазах сети,
одинаковую для всех трех фаз
.
Постоянная составляющая напряжения на
емкости
сети
и

индуктивности ТН приводит к росту магнитного потока в
магнитопроводах фаз ТН. Через какое

то время, зависящее от величины
U
0

и
мгновенных значений маг
нитных потоков в фазах ТН в момент образования

U
0
,
пр
оизойдет насыщение магнитопровода одной из фаз ТН
,

через
которую

будут перезаряжаться емкости трех фаз сети
.

Разновременность

в действии фаз выключателей при коммутациях в
сети с изолированной нейтралью приводит к

несимметрии

напряжений на
фазах,
которая п
роявляется в повышении напряжения на одной фазе и
снижени
ю

его на двух других

и к появлению напряжения на нейтрал
и

сети
.
Появляется напряжение нулевой последовательности, которое

обычно
составляет 20
÷
60

% от номинального

напряжения
.

Возможны три варианта
развития процесса:



затухание нели
нейных колебаний и возвращени
е сети в нормальный
режим рабо
ты с синусоидальными токами и напряжениями;



бескон
ечное (тео
ретически) продолжение нелине
йных колебаний в
виде периодиче
ских процессов

на частоте 50 Гц
;



бе
сконечное продолжение нелинейных колебаний в хаотической
непериодической фор
ме.

4
.2.1
.2


Указанный

феррорезонанс не сопровождается большими
перенапряжениями на фазах сети и не приводит к повреждениям

ТН. На
практике
данное

явление называют «
ложной землей
»,

поскольку она может
при каждом отключении

включении секции

шин переходить с одной фазы на
другую или, вообще, не появляться.

4
.2.
1
.3

Феррорезонанс
«
ложная земля
»

не возникает при примене
н
ии
,
например,

антир
езонансн
о
го
ТН

типа НАМИ
.

4.2.1.4

Для предотвраще
нии самопроизвольных смещений нейтрали и
повреждений ТН

в электроустановках напряжением
6

35

кВ
возможна
устан
овка

резистор
ов

мощностью 400 Вт
сопротивлением 25 О
м

в
разомкнутый треугольник дополнительных обмоток

каждого ТН 6

35 кВ с
заземленной нейтралью
обмотки

ВН

[6]
.
В большинстве случа
ев
,

этой
мощности бывает достаточно для срыва феррорезонанса

этого ти
п
а
.
Необходимость и достаточность установки резистора во вторичную обмотку
ТН

следует определять при проектировании сети.

10



4.2.
2

Субгармонический

феррор
езонанс ТН с
относительно
небольшими
емкост
ями коротких линий

6

35 кВ

4.
2
.
2
.
1

В

сетях
6

35

кВ с изолированной нейтралью

возмож
е
н

феррорезонанс на субгармониках 12; 13; 15 и т.д.
Указанным
видам
феррорезонанса обычно подвержены трансформаторы напряжения

для
контроля изоляции с заземленной обмоткой ВН
. В этих случаях ТН
резонируют с относительно

не
большими

емкостями коротких линий.

Потокосцепление отдельных фаз ТН вырастает при этом более чем в 2
раза, сталь магнитопровода глубоко насыщается, и намагничива
ющий ток
превышает предельно допустимое значение
,

что приводит к перегреву
обмоток и разрушению ТН.

Ш
ироко распространены повреждения однофазных ТН



35

кВ

отечественного и импортного производства, если на каждую трехфазную
группу ТН приходится 5

10 км воз
душной линии 35 кВ. Феррорезонанс
происходит на субгармонике 12 или на близкой к ней частоте.

4.2.2
.
2

Субгармоническое напряжение появляется в нулевой
последовательности и искажает только фазные напряжения
.
Напряжение на
фазах сети не превышают наибольшег
о рабочего напряжения и потому не
представляют

опасности

для электрообо
р
удования кроме ТН.

4.2.2.3

Установка антирезонансных ТН позволяет избежать
повреждения ТН, если они
либо
сами не вызывают субгармонического
феррорезонанса
, либо

способны длительно выде
рживать субгармоническ
ий

феррорезонанс, вызванн
ый

другими ТН.


4.2.3

Феррорезонансные колебания в сетях 6

35 кВ с
электромагнитными ТН при ОЗЗ

через перемежающуюся дугу

4.
2.3
.1

Сети с

изолированной нейтралью допускают в
соответствии

с
[5] длительную работу

с ОЗЗ. Емкостная дуга при ОЗЗ

может

име
ть

перемежающийся характер, т
о есть,

сопровождается многочисленными
гашениями и зажиганиями.

Перемежающаяся дуга создает постоянную составляющую в
напряжениях на фазах сети и ТН, что приводит к насыщению
магнитопрово
да

ТН.

Процесс заряда емкостей сети с их последующим разрядом через
обмотки насыщенного ТН повторяется в каждом цикле зажигания

гашения
дуги. Чем чаще зажигается и прерывается дуга, тем больше действующее
значение

тока через ТН и тем быстрее произойдет его

тепловое разрушение.

4
.2.3
.2

Наиболее эффективным мероприятием по повышению
надежности работы ТН

и ликвидации их повреждений является применение
антирезонансных ТН.

Включение резистора мощностью 400 Вт
сопротивлением порядка
25

Ом
в разомкнутый треугольни
к ТН слабо влияет на ход
процесса дугового
замыкания в сети
.

11


4
.2.3
.3

Напряжение на здоровых фазах не превыша
е
т линейного
напряжения, которое
в соответствии с ГОСТ

721
для сетей

6

35 кВ является
наибольшим рабочим напряжением и потому не представля
е
т опасно
сти для
изоляции электрооборудования.

Следует учитывать, что при ОЗЗ
у
ТН
нарушается

нормированн
ый

класс точности
, который определяется

в

нормальн
ом симметричном

режим
е

работы.


4.3

Феррорезонанс
в несимметричной схеме

сети

4.3.1

Феррорезонансные перенапря
жения возможны в сетях 6

35

кВ
при

неполнофазных коммутациях выключателей, перегорании плавких
вставок предохранителей или

обрывах проводов ВЛ.

Феррорезонансный контур образует индуктивность

намагничивания

потребительского трансформатора с емкостным сопрот
ивлением элементов
сети.

4.3.2 Феррорезонансные перенапряжения могут возникнуть как во всей
сети, так и на отдельных ее элементах. Величина перенапряжений зависит от
параметров потребительского трансформатора

(мощности, тока холостого

хода и индуктивности
намагничивания),

емкости сети и может достигать
высоких величин, превышающих уровень изоляции электрооборудования.

4
.3.3

Перенапряжения в неполнофазных схемах опасны не только
величиной.

Неполнофазные режимы

могут

приводить к так называемому
опрокидыванию
фаз, т
о есть,

изменению порядка чередования фаз у
потребительского трансформатора
.
Е
сли потребительский трансформатор
имеет небольшую двигательную нагрузку, то может наблюдаться изменение
направления вращения

двигателей
.

4.3.4

Большинство

потребительских

т
рансформаторов

100,4 кВ имеют
трехстержневой магнитопровод и подключаются к ВЛ через предохранители

с плавкими вставками
.

При
замыкании на землю

одного из трех
высоковольтных вводов трансформатора

плавкая вставка
предохранител
я

этой фазы обычно перегорает
. Создается неполнофазная схема. Плавкие
вставки предохранителей двух других фаз остаются целыми, сохраняя связь
точки заземления с остальной сетью через слабонагруженный
трансформатор.

Такая схема

подвержена феррорезонансу емкости сети с фазными
индуктив
ностями первичной обмотки потребительского трансформатора.
Благодаря феррорезонансу образуется новая трехфазная система
междуфазных напряжений, способная иметь либо прямое, либо обратное
чередование фаз.

При обратном чередовании фаз напряжение на оборванн
ой фазе сети
повышается до 2,5
÷3,0

U
н.раб
,

напряжение 3
U
0

на дополнительной обмотке ТН
превышает 200 В, а

вращение двигателей на стороне 0,4 кВ

этого
трансформатора

меняется на обратное.

Указанный

процесс может
сущест
вовать длительно
.

12


При прямом чередовани
и фаз, во вновь образованной трехфазной
системе, фазные напряжения в сети на необорванных фазах повышаются до
1,8÷2,0

U
н.раб

и ТН, как правило, могут выдерживать данный режим в течение
нескольких часов. Напряжение оборванной фазы сети относительно земли
по
нижается примерно до 0,2

U
н.раб
, а напряжение
3
U
0

на дополнительной
обмотке ТН повышается до 120

В.

4.3.5

При неполнофазных режимах возможны повреждения
трансформаторов напряжения

и

ОПН. Повреждение ТН приводит к выходу
из работы

устройств релейной защиты.

Для снижения повреждаемости ТН

следует применять
антирезонансные конструкции трансформаторов напряжения, которые при
любом виде феррорезонанса

выдерживают длительн
ые повышения
напряжения на одной из фаз до

3,0

U
н.раб
, например, НАМИ 6

35 кВ.

4.3.
6

Для иск
лючения возникновения неполнофазной схемы при
коммутациях ВЛ запрещаются пофазные включения и отключения
воздушных и кабельных линий, которые могут приводить к напряжению
смещения нейтрали [5]
. Следует также

по возможности

избегать
подключени
я

потребительс
ких трансформатор
ов через плавкие
предохранители.


4.
4

Мероприятия по
защите от феррорезонансных повреждений

ТН
в сетях 6

35 кВ, работаю
щих

с изолированной нейтралью

4.
4
.
1

Для исключения повреждений ТН 6

35 кВ, работающих в сетях с
изолированной нейтралью

рекомендуется применение антирезонансных ТН
.

4
.
4.
2

К антирезонансным ТН предъявляются следующие требования:



не вызывать самим устойчивого феррорезонанса;



не повреждаться при длительных однофазных замыканиях сети на
землю через перемежающуюся дугу;



не повр
еждаться при устойчивом феррорезонансе емкости сети с
нелинейной индуктивностью других трансформаторов

(силовых или
измерительных)
.

4.
4
.3

Антирезонансны
е

свойств
а

у ТН 6

10

35 кВ обеспечи
ваются

следующими

способами:



добавление
м

в схему активных гасительных

сопротивлений;



повышение
м

потокосцепления насыщения путем снижения
номинальной индукции;



изменение
м

схемы соединения обмоток трехфазных ТН и т.д.

4.
4
.4

Схемы и основные принципы конструктивных решений
антирезонансных ТН 6

35 кВ
приведены в
П
риложении А.

4
.4.5

Согласно п
унктам
4.1.3

4.1.4 каждый производитель
антирезонансного ТН должен определить для своего типа ТН степень его
устойчивости к каждому виду возможного феррорезонанса и представить
потребителю протоколы испытаний. Результаты испытаний должны быт
ь
приведены в паспорте ТН (Руководстве по эксплуатации).

13


4.
4
.
6

Феррорезонанс не возможен при заземлении нейтрали сети через
ДГР.

Ликвидацию феррорезонанса можно достичь заземлением нейтрали
сети через высокоомный резистор
.

В
еличина резисто
р
а
должна быть не

менее

емкостного сопротивления сети
, чтобы не нарушал
о
сь требование
работы с изолированной нейтралью

Применение низкоомного сопротивления

(50

÷

200

Ом)

для
предотвращения феррорезонансных процессов емк
ости сети с ТН не
рекомендуется. Низкоомный резистор у
величивает ток ОЗЗ и при этом
нарушается требование работы

сети с изолированной нейтралью и
отключению ОЗЗ
р
елейной
з
ащ
и
той.

4.
4
.7

Параметры по
с
тоянно включенного высокоомного

резистора в
ней
трали сети должны соответствовать параметрам сети при длительном
режиме включения. При недостаточной тепловой мощности резистора
максимально допустимое время работы

сети с однофазным замыканием на
землю
следует

ограничивать
.

Применение высокоомного резистора требует
технико

экономического обоснования.


5 Защита от резон
ансных повышений напряжения
электроустановок

напряжением 110

750 кВ

5.1 Общие положения


Электроустановки 110

750 кВ работают с заземленной и эффективно
заземленной нейтралью. Резонансные повышения напряжения возможны в
этих электроустановках в следующих с
лучаях:



при неполнофазных включениях или отключениях ВЛ 110 кВ или
обрыве проводов ВЛ, к которой подключены без выключателей один или
несколько слабо нагруженных трансформаторов с
разземленной

нейтралью
и
имеющих обмотку замкнутую в треугольник. Неполнофаз
ные коммутации
возникают при неправильной работе линейных выключателей;



при неполнофазных включениях ВЛ 330

750 кВ с ШР и
компенсацией реактивной мощности близкой к 100

%;



на отключенной фазе в цикле ОАПВ ВЛ с ШР после погасания тока
подпитки и компенсацие
й реактивной мощности близкой к 100

%;



при отключении системы шин, ошиновок ВЛ, АТ ОРУ и КРУЭ 220

500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения
выключателями, дугогасительные камеры которых имеют несколько
разрывов шунтированных емкостными делител
ями;



на отключенной тремя фазами ВЛ с ШР после погасания тока
подпитки по причине наличия взаимоиндукции с другими
ВЛ

находящимися
в работе;



при включении ВЛ

500

750 кВ

с ШР в схемах, где первая
собственная частота схемы близка к 2

, возможны резонансные п
овышение
напряжения на второй гармони
к
е

напряжения.

14


Феррорезонансные повышения напряжения могут достигать величин,
превышающих уровень изоляции электрооборудования, что приводит к
повреждению последнего. Поэтому необходимы мероприятия
,

исключающие
резонанс
ные повышения напряжения или снижения их до допустимых
величин.


5.2 Защита от феррорезона
н
сных
перенапряжений

при
неполнофазных режимах ВЛ 110 кВ с подключенными без
выключателей
силовыми
трансформаторами с изолированной
нейтралью

5.2.1 В сетях 110 кВ
сил
овы
е

трансформатор
ы

мо
гут

работать
, как с
заземленной, так и

с разземленной

нейтралью обмоток ВН.

При неполнофазных режимах работы сети 110 кВ возможно выделение
участков, в которых нет ни одного

силового трансформатора с заземленной
нейтралью

(потеря нейт
рали на участке сети)
.

В этих случаях, при
неполнофазных
включениях ВЛ 110 кВ с одним или несколькими слабо
нагруженными или холостыми трансформаторами

(трансформаторами на
холостом ходу)

с
разземленной
нейтралью, а также при обрыве провода ВЛ
могут возник
ать феррорезонансные
перенапряжения

в переходном и
установившемся режимах.

Перенапряжения

в этих режимах могут
превышать уровень изоляции электрооборудования и приводить к его
повреждению
,

особенно, если напряжение в сети
соответствовало

наибольшему рабоче
му напряжению по ГОСТ 721.

В случае

выделения участка сети 110 кВ, где имеется хотя бы один
силовой трансформатор с заземленной нейтралью, феррорезонансные
перенапряжения не возникают.

5.2.
2

Феррорезонансные повышения напряжения возможны на
отключенных фаз
ах ВЛ в схемах с односторонним питанием ВЛ, к которой
подключены один или несколько слабо нагруженных трансформаторов с
ра
зз
емленной

нейтралью, имеющие обмотку

НН

соединенную в треугольник.

5.2.
3

Схемы, в которых возможны феррорезонансные
перенапряжения
,
при неполнофазной работе выключателей приведены на рисунках 5

1 и 5

2.



Рисунок 5

1

Однолинейная схема включения ВЛ с подключенным к ней трансформатором на
конце, имеющем схему соединения обмоток звезда

треугольник. Нейтраль обмотки ВН
изолирована:

Е
с


ЭДС системы;
Х
с


предвключенный

реактанс системы;
В



выключатель




15



Рисунок 5

2

Однолинейная схема включения ВЛ с подключенными к ней трансформаторами,
имеющими схему соединения обмоток звезда

треугольник. Нейтраль обмоток ВН
изолирована

Е
с


ЭДС системы;
Х
с


предвключенный
реактанс системы;
В



выключатель


5.2.
4

Феррорезонансные
перенапряжения

при обрыве провода
возможны только в случае, когда ни один

из

кон
цов

оборвавшегося провода
не касается земли.

При з
аземлени
и

оборвавшегося провода

хотя бы с одной стороны

феррорезонансные перенапряжения не возникают.

5.2.5 Насыщение магнитной системы трансформатора ограничивает
установившиеся феррорезонансные повышения напряжения до 2,5

÷

3

U
н.раб
.

частоты 50 Гц, которые мало зависят, как от номинал
ьной мощности
трансформатора, так и от длины неполнофазно отключенного участка линии.

5.2.
6

В переходном процессе феррорезонансные
перенапряжения

могут
кратковременно превышать величину 3,0

U
н.раб
.

и представляют собой
нелинейные хаотические колебания
, в
еличина и длительность которых
завис
и
т от
начальных условий (в частности, от
момента коммутации
)
.

5.2.
7

В соответствии с ГОСТ 1516.3 повышение напряжения частоты
50

Гц величиной 2,0

U
н.раб
.

допускается на электрооборудовании в течение

не
более

1

с. Таким о
бразом,
установившееся феррорезонансное
повышени
е

напряжения

до 2,5

÷

3

U
н.раб
.

представляет опасность для
электрооборудования и может приводить к его повреждению.

5.2.
8

Для предотвращения
повреждения оборудования от
феррорезонансных перенапряжений при

неп
олнофазных
режимах
ВЛ 110

кВ
с трансформатором

(трансформаторами)

с разземленной нейтралью обмотки
ВН
и обрыве провода ВЛ

необходимо
:

5.2.
8
.1

При эксплуатации электропередач 110 кВ с трансформаторами,
подключенными к ВЛ без выключателей, следует:



перед пр
оизводством оперативных переключений
заземлять
нейтраль
обмотки

ВН

силового
трансформатора. Если к ВЛ подключено
несколько трансформаторов без выключателей, то следует заземлить
нейтраль хотя бы одного
из них

[1]
;



использовать защиту от непереключения фаз
на линейном
выключателе ПС, коммутирующем ВЛ, со следующей логикой действия. При
возникновении неполнофазного режима при включении электропередачи
(ручном или автоматическом) защита должна действовать на отключение
линейного выключателя. Если неполнофазный

режим возникает при ручном
16


отключении ВЛ, то защита должна действовать на включение выключателя
(при действии РЗ на отключение выключателя включение должно
блокироваться).
Указанные

действия направлены на восстановление
симметричного режима и позволяют из
бежать повреждения оборудования от
феррорезонансных перенапряжений.

5.2.
8
.2 При проектировании
, реконструкции

и создании новых
электропередач 110

кВ необходимо предусматривать:



подключение
силовых
трансформаторов

с разземленной нейтралью

к
ВЛ

только через
выключатели, что позволит

в случае феррорезонансных
повышений напряжений отключить трансформаторы с
разземленными

нейтралями

и

прервать феррорезонанс;



применение
выключател
ей
,
име
ющих

мал
ую

вероятность
неполнофазных коммутаций
.

Это в первую очередь относит
ся к линейным
выключателям

на ПС
, питающи
х

магистральные электропередачи;



при реконструкции замену воздушных выключателей 110 кВ,
которые коммутируют ВЛ с подключенными к ней трансформаторами с
разземленной нейтралью, на выключатели, имеющие малую вероятно
сть
неполнофазных коммутаций;



применение на магистральных ВЛ выключателей с номинальным
током отключения выключателей, исключающих необходимость разземления
нейтралей трансформаторов в целях снижения уровней токов короткого
замыкания в сетях 110 кВ.



оснаще
ние ПС с силовыми трансформаторами, работающими с
разземленной нейтралью, трехфазным комплектом трансформаторов
напряжения и выполнением релейной защиты, действующей на отключение
выключателя при возникновении феррорезонанса.


5.3

Защита от резонансных пов
ышений напряжени
й

на
отключенной в цикле ОАПВ ВЛ с ШР

5.3.1

После погасания дуги



подпитки (вторичной дуги) на
отключенной в цикле ОАПВ фазе ВЛ с ШР и 100

% компенсации реактивной
мощности имеет место резонанс напряжений на отключенной фазе, в
результате
чего установившееся напряжение превышает значение

наибольшего рабочего

фазного и ограничивается потерями на корону

ВЛ


зависимости от номинального напряжения и конструкции ВЛ) до
1,3

÷

1,4

U
н.раб
. В соответствии с ГОСТ 1516.3 длительность такого
повышени
я напряжения не должно превышать 20

с. Поэтому
восстанавливающееся напряжение на отключенной фазе должно быть
ограничено, чтобы избежать, во

первых, повреждения оборудования
подключенного к ВЛ, а во

вторых, чтобы напряжение на отключенной фазе
не вызывало
работу защиты от повышения напряжения и, как следствие, к
трехфазному отключению ВЛ.

17


5.3.2


В соответствии с рекомендациями
[2] о
граничение
восстанавливающегося напряжения на отключенной в цикле ОАПВ фазе ВЛ
с ШР может осуществляться:



установкой компенсаци
онных реакторов (КР) в нейтралях ШР, что
компенсирует междуфазные емкости и уменьшает восстанавливающееся
напряжение;



отключением группы ШР или одной фазы ШР, подключенной к
поврежденной фазе ВЛ, на время бестоковой паузы ОАПВ, что изменяет
параметры резон
ансного контура.

5.3.3

Физику явлений и основные соотношения можно рассмотреть на
упрощенной схеме замещения с сосредоточенными параметрами. Такая
схема для электропередачи с отключенной фазой и ее преобразование
показаны на рисунке 5

3
.






Рисунок 5

3

С
хема замещения электропередачи с отключенной фазой и ее преобразование

a
)


исходная схема;

б)


эквивалентная схема:


18


в)


схема замещения.



При наличии в нейтрали ШР компенсационного реактора параллельно
междуф
азной емкости
м
С
2

·

оказывается включенным индуктивное
сопротивление
м
X
2

(рисунок 5

3

в)
), которое компенсирует междуфазную
емкость. Восстанавливающееся напряжение можно приближенно определить
по
формуле:

,
X
3
X
X
2
X
C
2
C
C
3
C
K
1
X
3
X
X
C
C
K
1
C
C
C
U
U
N
р
N
р
м
0
м
0
р
N
р
N
м
1
р
м
0
м
а
b




















(1)

где
С
1
, С
0
, С
м


погонные емкости линии соответственно по прямой и
нулевой последовательности и между фазами,
пФ

м
;




длина линии,
м
;

р
X

и
N
X



индуктивные сопротивления ШР и КР,
Ом
;

р
K
1
р
X



1
C




степень компенсации шунтирующими реакторами
емкости линии по прямой последовательности (рабочей емкости)
С
1



С
0
3


С
м
.

Полная компенсация наступает при
:

)
C
2
(
1
2

X
м
M







т.е. при
)
3
C
C
K
(
X
X
м
1
р
р
N


. (2)

5.3.4 В случае перекомпенсации емкости на землю сопротивление
отключенной фазы относительно земли может иметь индуктивный характер
и оказаться включ
енным (рисунок 5

3
) последовательно с между
фазным
емкостным сопротивлением, что

приводит
к резонансному повышению
напряжения на отключенной фазе. Резонансу соответствует равенство нулю
знаменателя выражения (1). Отсюда определяется резонансная длина линии:


N
р
N
р
м
0
р
рез
X
3
X
X
2
X
)
C
2
C
(
X
1












.


5.3.5

Точное определение напряжения на отключенной в цикле ОАПВ
фазе следует определять
расчетом с использованием

программ
ы

расчета

переходных процессов
1

с учетом парамет
р
ов ВЛ, числа ШР, наличия КР и его
параметров.

5.3.6

В
Т
абл
ице 5

1 приведен диапазон длин ВЛ 500



750 кВ при
которых восстанавливающееся напряжения
при ОАПВ
носит резонансный
характер и превышает фазное напряжение.




1

К
оммерческие

программы

для

расчета

переходных

процессов

в

электрических

сетях
: NI Multisim, Simulink, EMTP

RV, A
TP

EMTP,
MicroTran, RTDS Simulator, PSCAD

EMTDC
и

др
.

19





Таблица 5

1 Диапазоны длин ВЛ 500

750 кВ при ОАПВ при которых
восстанавливающееся напряжения нос
ит резонансный характер и превышает фазное
напряжение


Число комплектов
ШР на ВЛ

Номинальное напряжение ВЛ, кВ

500

750

1

175÷210
км

125÷150
км

2

350÷415
км

250÷300
км

3

515÷600
км

380÷440
км

4

675÷770
км

500÷580
км


5.3.7 Схема подключения КР в нейт
раль ШР приведена на рисунке 5

6.



Рисунок 5

6

Схема подключения КР

ШР


шунтирующий реактор; Р


разъединитель; ТН


трансформатор напряжения;

ЗН


заземляющий нож; КР


компенсационный реактор; В


выключатель


5.3.8

При выборе реактивного сопротивл
ения КР необходимо
определить напряжение 50 Гц на нейтрали ШР в режимах горения и
погасания дуги, которое не должно превышать допустимого значения. Для
отечественных ШР 500

750 кВ класс изоляции нейтрали ШР составляет
35

кВ, для которого ГОСТ

1516.3 нормир
ует наибольшее рабочее
напряжение 40,5 кВ и одноминутное испытательное напряжение нейтрали
85

кВ.

5.3.9

Повышение эффективности ОАПВ можно достичь с помощью
устройства контроля погасания дуги подпитки, которое получило назван
ие
устройства адаптивного ОАПВ.

Устройство контроля за состоянием дуги подпитки, обнаружив
погасание дуги, разрешает немедленное повторное включение фазы. Если же
погасание дуги не обнаружено в течение некоторого предельного времени
20


(обычно 2,5

÷
3,0

с), устройство подает команду на отк
лючение остальных
двух фаз ВЛ.

5.4

Рекомендации по защите от резонансных повышений
напряжени
й

в неполнофазных режимах ВЛ напряжением 330

750
кВ

5.4.1

На ВЛ
50
0

750 кВ с подключенными
ШР и работающи
х

с
компенсацией реактивной мощности близкой к 100

% при од
ностороннем
неполнофазном включении ВЛ на невключенных фазах возможны
р
езонансные повышения напряжения
.

5.4.2

Величина повышений напряжения может составлять с учетом
ограничивающего действия короны 1.2

÷

1,4

U
н.раб
. Такая величина
повышения напряжения доп
устима для
изоляции электрооборудования,
подключенного к ВЛ,
1

мин

÷

20

с соответственно.

ОПН в зависимости от
наибольшего рабочего допустимого напряжения может выдерживать такое
напряжение 10

÷

20

с.

Таким образом, резонансные повышения напряжения
на откл
юченной фазе при неполнофазном режиме может представлять
опасность для электрооборудования.

5.4.
3

Возможные повышения напряжений при несимметричном
включении ВЛ с различным числом ШР на ВЛ, т
о есть,

различной степенью
компенсации реактивной мощности, следу
ет определить
расчетом с
использованием

программ
ы

расчета
переходных процессов
2

и выяснить при
каком числе ШР на ВЛ резонансные повышения напр
яжения не превышают
фазного напряжения и потому бе
з
опасны для э
л
ектрооборудования.

5.4.4

Расчетная схема должна пр
едставлять односторонне включенную
ВЛ с распределенными параметрами, подключенными к ней

ШР,
предвключенный реактанс системы и выключатель, позволяющий создавать
неполнофазный режим.

Для

более правильного определения напряжения на
отключенной фазе следует
применять на ВЛ модель короны

на

переменн
ом

напряжени
и
.

5.4.
5

В случае появления неполнофазного включения ВЛ с ШР и 100

%
компенсацией реактивной мощности следует принять меры по
предотвращению
р
езонансных повышений напряжения, а именно:



восстановить симме
тричный режим, отключив выключатель тре
мя
фазами;



отключить одну группу ШР на ВЛ, снижая тем самым степень
компенсации реактивной мощности

и изменяя параметры резонансного
контура
.



5
.
5 Рекомендации по защите от ферроре
зонансных повышений
напряжения
ВЛ 50
0

750 кВ с ШР при наличии параллельной ВЛ

5.5.1

При двухстороннем отключении

ВЛ

500

750

кВ с
подключенными ШР работающих с компенсацией реактивной мощности



2

К
оммерческие

программы

для

расчета

переходных

процессов

в

электрических

сетях
: NI Multisim, Simulink, EMTP

RV, ATP

EMTP,
MicroTran, RTDS Simulator, PSCAD

EMTDC
и

др
.

21


близкой к 100

% при наличии параллельной ВЛ
,
находящейся под
напряжением,
того же класса напряжения
или выше

возможны резонансные
повышения напряжения.

5.5.2

В зависимости от степени компенсации реактивной мощности
отключенной ВЛ

расстояния между параллельными ВЛ

и длиной
параллельных участков ВЛ

р
езонансные повышения напряжения
могут
составлять 1.2

÷

1
,4
U
н.раб
.
, что
согласно

п.

5.4.2 может представлять
опасность для изоляции электрооборудования, подключенного к ВЛ и ОПН.

5.5.3

Возможные повышения напряжения при отключении ВЛ 500

750

кВ с ШР, имеющих параллельные ВЛ того же класса напряжения или
выше, с
ледует определить расчетом по программам переходных процессов и
выяснить число ШР на отключенной ВЛ, при котором повышения
напряжения не представляют опасности для изоляции оборудования ВЛ.

5.5.4

При плановых или автоматических отключениях ВЛ 500

750 кВ,
и
меющих степень компенсации емкостного тока близкой к 100

% и

участок
параллельной ВЛ того же класса напряжения или выше

следует
одновременно с отключением линейных выключателей отключить не менее
одной группы ШР.


5.6

Рекомендации по защите от
феррор
езонан
сных повышений
напряжения в РУ напряжением 220

500

кВ с электромагнитными
трансформаторами напряжения

5.6
.1

Феррорезонансные повышения напряжения возможны при
отключении системы шин ОРУ 220

500 кВ с электромагнитными
трансформаторами напряжения выключателя
ми, дугогасительные камеры
которых имеют несколько разрывов шунтированных емкостными
делителями.

5.6
.2 Феррорезонанс невозможен при отключении шин ОРУ:



110

кВ, поскольку дугогасительные камеры выключателей имеют
один разрыв и не имеют емкости, шунтирующи
е

контакт;



220

кВ, на которых применены только элегазовые выключатели,
поскольку современные элегазовые включатели 220 кВ имеют один разрыв и
шунтирующие конденсаторы у них отсутствуют;



750

кВ, поскольку в ОРУ 750 кВ применяются только емкостные
трансформат
оры напряжения (НДЕ).

5.6
.3

Однолинейная схема замещения феррорезонансного контура при
отключении системы шин с электромагнитными трансформаторами
напряжений приведена на рисунке 5

7.

5.6.4 Для определения возможности возникновения феррорезонанса
необходим
о определить параметры всех элементов схемы замещения
рисунка

5

7: суммарные емкости выключателей, системы шин и
характеристику намагничивания трансформатора напряжения.

Характеристики намагничивания
, например,

ТН НКФ

220 и НКФ

500
приведены в Приложении Б
.

22





Рисунок 5

7

Схема замещения при отключении ненагруженной системы шин с
электромагнитным трансформатором напряжения.

U
m


амплитуда напряжения шин,
кВ
;

C
в


суммарная емкость между разомкнутыми контактами всех выключателей,
Ф
;

C
ш


суммарная емкость на

землю всех элементов отключенной части РУ,
Ф
;

L


нелинейная индуктивность трансформатора напряжения,
Гн;

R


активное сопротивление первичной обмотки ТН,
Ом


5.6
.5 Емкости, шунтирующие контакты отечественных

и некоторых
зарубежных

воздушных выключателей 2
20÷500

кВ приведены в
Приложении

В
.

Современные элегазовые выключатели 330
÷500
кВ, устанавливаемые в
ОРУ, выполняются с двумя разрывами на фазу. Емкость, шунтирующая эти
разрывы
,

составляет порядка 1000
÷1500
пФ.

Примечание
.
При установке в РУ элегазовых в
ыключателей
330
÷
500 кВ
следует
уточнить у производителей величину емкости, шунтирующую контакты выключателя
.

Суммарная емкость шин определяется параметрами приведенными в
Т
аблице
5
.2, включающие емкость самой ошиновки и емкость на землю
подключенного к ней

оборудования (выключателей, разъединителей, ТН, ТТ,
ОПН).


Таблица 5.2 Усредненные значения емкостей фаза

земля элементов ОРУ 220

500 кВ [2]


Класс напряжения, кВ

220

33
0

5
00

Ошиновка, пФ

м

8,2÷8,5

9,7÷10,0

10,7÷11,0

Разъединитель, пФ
на фазу

100÷120

15
0÷180

250÷360

Выключатель
, пФ

100÷150

150÷200

250÷300

ТН (НКФ), пФ
на фазу

300÷350

350÷400

500÷600

ТТ, пФ

на фазу

400÷450

800÷850

8
00
÷95
0

ОПН, пФ на фазу

50

100

150


5.
6
.6 Для ОРУ 220

500 кВ с трансформаторами напряжения типа НКФ.
возможность возникно
вения феррорезонанса при отключении системы шин
следует предварительно определить по рисунку 5

8 и уточнить расчетом

с
23


использованием
программ
ы

переходных процессов
3
с учетом конкретной
характеристики намагничивания электромагнитного трансформатора
напряжен
ия.






Рисунок 5

8

Области существования феррорезонансных перенапряжений заштрихованы [1, 2]:


;
,
н
Ф
,

где
:

С
в



суммарная емкость между разомкнутыми контактами всех выключ
ателей,
н
Ф;

С
ш



суммарная емкость на землю всех элементов отключенной части РУ,
н
Ф.


5.
6
.7 Для предотвращения феррорезонансных повышений напряжения,
при отключении системы шин с электромагнитными ТН выключателями, у
которых дугогасительные разрывы шунтир
ованы конденсаторами,
необходимо предусматривать одно из следующих мероприятий:



применение антирезонансных трансформаторов напряжения,
например, НАМИ;



увеличение емкости системы шин путем подключения к ней
конденсаторов (например, конденсаторов связи). П
ри этом суммарная
емкость их должна быть достаточной для вывода схемы из зоны, опасной с
точки зрения феррорезонанса. Необходимая дополнительная емкость
определяется расчетным путем. Подключаться конденсаторы к шинам
должны без выключателей. Если выключате
ли имеются, то они не должны
отключаться при отключениях систем шин;



введение запрета (при производстве оперативных пере
ключений, при
работе ДЗШУРОВ)
на отключение одной из
ВЛ
,
отходящей от шин РУ и
отключенной с противоположной стороны, либо на отключен
ие
трансформатора или автотрансформатора, у которого предварительно



3

К
оммерческие

программы

для

расче
та

переходных

процессов

в

электрических

сетях
: NI Multisim, Simulink, EMTP

RV, ATP

EMTP,
MicroTran, RTDS Simulator, PSCAD

EMTDC
и

др
.

24


отключено напряжение со стороны обмоток смежного напряжения.
Трансформатор, присоединенный к отключаемым шинам, должен иметь
заземленную нейтраль обмотки ВН
.

5.
6
.8

П
араллельная работа эле
ктромагнитных трансформаторов
напряжения типа НКФ с трансформатора
ми напряжения типа НДЕ или
НАМИ не предотвращает феррорезонанс
,

поскольку

условия возникновения
гармонических ферро
резонансных повышений напряжения в этом случае
определяется трансформатором

НКФ.

5.6
.9

КРУЭ 110



750

кВ выполняются с электромагнитными
трансформаторами напряжения. Выключатели КРУЭ 110



220 кВ имеют
один разрыв и потому феррорезонанс в КРУЭ этого класса напряжения
невозможен.

Выключатели КРУЭ 330



500

кВ могут иметь два разр
ыва с
шунтирующими емкостями 1000

÷

1500

пФ на разрыв. В этом случае в
соответствии с рекомендациями [3] должны применяться антирезонансные
ТН.

Поставщик КРУЭ должен подтвердить отсутствие феррорезонанса в
конкретной схеме КРУЭ расчетом и предоставить эксп
луатирующей
организации [4]:



тип выключателей КРУЭ и количество разрывов на фазу;



значения емкостей, шунтирующие разрывы выключателей;



удельн
ую

погонную

емкость шин;



параметры высоковольтной обмотки трансформаторов напряжения,
применяемых в КРУЭ 220



500
кВ (характеристика намагничивания,
значения индуктивности рассеяния и активного сопротивления обмотки);



технические
решения

изготовителя ТН, используемого в КРУЭ,

по
предотвращению феррорезонансных повышений напряжений при
отключении системы шин и эффекти
в
ности их применения в конкретной
схеме КРУЭ.

Если антирезонансный характер ТН не подтверждается, то следует
применять меры по предотвращению феррорезонансных повышений
напряжений:



каждое присоединение отключать выключателем и
соответствующим

ему

разъединит
елем;



ввести запрет (при производстве оперативных переключений, при
работе ДЗШУРОВ)

на отключение одной из
ВЛ
, отходящей от шин КРУЭ и
отключенной с противоположной стороны
.


5.
7

Защита от резонансных повышений напряжени
й

на второй
гармонике в электропере
дачах 500

750 кВ с ШР

5.7
.1

При включении ВЛ 500



750 кВ с ШР возможны перенапряжения

на второй гармони
ке,

если
первая собственная частота схемы близка к 2

.

Величина перенапряжений может составлять 1,2

÷

1,45

U
н.раб
.
, длительность
25


существования перенапря
жений зависит от параметров сети и составлять
несколько секунд.


5.7
.2 Основные факторы, существенно влияющие на возникновение
перенапряжений
второй гармоники, следующие:



величина питающего напряжения. Чем выше величина
эквивалентной ЭДС системы, тем выше
вероятность возникновения и
уровень
пере
напряжени
й

на второй гармонической

напряжения,



мощность питающей системы. Перенапряжения на второй гармонике
возникают только при включении от маломощной системы
,

которая
характеризуется величиной предвключенного реа
ктанса сети, приведенного к
напряжению коммутируемой ВЛ (
X
1
).

При величине
X
1

меньше 100

Ом
резонанс на вторую гармонику практи
чески не развивается.



возникновение и величина повышения напряжения ВЛ
на
второй
гармоник
е

существенно зависит от фазы включени
я выклю
чателя
относительно ЭДС сети. При включении в максимум напряжения ЭДС
повышения напряжения при возникновении второй гармонической
минимальны, при включении вблизи нуля напряжения (максимум ток
а
)
повышения напряжения максимальны. Поскольку фаза вклю
чения
выключателя относительно ЭДС случайна, то при прочих равных условиях
случайна и величина повышения на
пряжения на второй гармонике
.

5.7
.3

Защита от повышения напряжения настроена на действующее
значение

напряжения и потому не реагирует на повышение на
пряжения на
второй гармонической

напряжения
. Для регистрации возникновения
перенапряжений на
второй гармоник
е

необходима наст
р
о
й
ка защиты на
амплитудное значение повышения напряжения.

5.7
.4

Для с
н
ижения величины пов
ы
шения напряжения на второй
гармонике
при

плановом включении ВЛ с ШР необходимо:



понизить напр
яжение на шинах, к которым подк
лючается ВЛ;



включение ВЛ о про
водить от шин более мощной и
з систем, которые
она соединяет.

5.7
.
5

В наиболее неблагоприятных режимах величина и длительность
существования
п
еренапряжений
на второй гармони
к
е может существенно
превышать нормируемые ГОСТ 1516.3 величины для электрооборудования.
В этом случае ручная синхронизация невозможна и необходимо применять
полуавтоматическое замыкание
ВЛ

в транзит.

Полный цикл этих операци
й включает в себя:



оперативное включение линии с первого заранее выбранного конца
ВЛ
;



контроль появления рабочего напряжения;



фиксация отсутствия повреждения;



улавливание синхронизма;



автоматическое включение выключателя второго конца.

26


Таким образом, исклю
чается длительный режим односторонне
го

включенной
ВЛ

и, соответственно, не развиваются опасные для
электрооборудования повышения напряжения от второй гармоники.

Полуавтоматическое замыкание в транзит может быть выполнено

с
помощью штатных устройств АПВ
.

27


П
риложение А

(справочное)


Схемы и основные принципы конструктивных решений
антирезонансных ТН 6

35 кВ


А.1 НАМИ 10

35


ТН п
редставляет собой два трансформатора (трехфазный и однофазный),
расположенные в одном корпусе. Трехфазный трансформатор передает напр
яжение
прямой и обратной последовательностей, а однофазный


только нулевой.

Однофазный трансформатор за счет большого количества витков обладает высокой
характеристикой намагничивания и большим индуктивным сопротивлением.
Антирезонансные свойства НАМИ

об
еспечиваются

переносом

нелинейности ТН в
нулевую последовательность, где отсутствует ЭДС источника.

Электрическая схема
соединения обмоток

представлена на рисунке А.1.



Рисунок А.1

Электрическая схема ТН НАМИ 10

35


ТН

НАМИ характериз
уется:



отсутствие
м

гармонического

феррорезонанса на частоте 50 Гц (
«
ложной земли
»
)
при работе на ненагруженных шинах
;



отсутствие
м

субгармонического феррорезонанса с емкостями коротких линий на
частоте 25; 16,6 и 10 Гц
;



отсутствие
м

повреждений при раб
оте в сети с
ОЗЗ

через перемежающуюся дугу
;



отсутствие
м

повреждений при неполнофазных режимах

работы сети
с

повышением

напряжения

одной из фаз

до 3
U
н.раб
.
.






28



А.
2 ЗхЗНОЛП

10


Электрическая схема трехфазной антирезонансной группы ЗхЗНОЛП

10 приведена
н
а рисунке А.2.


В нейтраль обмотки ВН ТН включены резисторы сопротивлением 2,4 кОм
мощностью 100

Вт.

В нормальном режиме через резистор
ы

протекает ток
намагничивани
я
, который составляет несколько мА. При насыщении магнитопровода ТН
увеличивается ток через
ТН,

напряжение на резисторе и демфирующее действие
резистора.

В дополнительные обмотки, соединенные в треугольник, включается резистор
сопротивлением 25 Ом с целью повысить устойчивость трансформатора к феррорезонансу
и воздействию перемежающейся дуги.


Рисунок А.2

Электрическая схема ЗхЗНОЛП

10


Трехфазная антирезонансная группа ЗхЗНОЛП

10 предназначена для установки в
КРУ или ЗРУ
.

Устойчива к феррорезонансу и воздействию перемежающейся дуги в
случае замыкания одной из фаз сети на землю.


29



А.3 НАЛИ

С
ЭЩ

6(10)

Трехфазный антирезонансный ТН типа НАЛИ

СЭЩ

6(10)

1(
2,
3) состоит из
четырех трансформаторов, за
крепленных на установочной раме: т
ри однофазных
трехобм
оточных ТН НОЛ

СЭЩ

6(10)

2(4)
и трансформатор нулевой последовательности.

Благодаря наличию транс
форматора нулевой последовательности

ТН НАЛИ

СЭЩ

6(10
)

устойчив к работе при ОЗЗ

через перемежающуюся
дугу
.

Измерение

величины фазных напряжений относительно земли этим
трансформатором не производится
. В
ыполняется лишь контроль величины напряжения
смещения

нейтрали.

Трехфазные группы ТН имеют три варианта исполнения, отличающиеся числом
вторичных обмоток.

На рисунке

А.3 представлена
принципиальная
электрическая схема ТН НАЛИ

СЭЩ

6(10).






Рисунок А.3

Принципиальная э
лектрическая схема соединения обмоток ТН трехфазной
антирезонансной группы





30



А.4 НАМИТ


10


2

Трансформатор представляет собой соединённые конструктивно в единое целое
два трансформатора напряжения:

1.

ТНКИ


трансформат
ор напряжения контроля изоляции, трёхобмоточный,
первичные обмотки которого включены по схеме «звезда». Предназначен для питания
цепей измерительных приборов учёта электрической энергии, для цепей защиты и
контроля изоляции.

2.

ТНП



трансформатор нулевой по
следовательности, двухобмоточный,
первичная обмотка которого включена в нейтраль ТНКИ и заземлена, вторичная обмотка
замкнута. При появлении феррорезонанса обмотка, замкнутая в треугольник, размыкается
автоматически.

На рисунке

А.4 представлена электрическ
ая схема соединений ТН НАМИТ


10


2
.
Антирезонансные

свойства

достигаются введением в первичную цепь, связанную с
землей, индуктивного сопротивления в виде трансформатора нулевой последовательности
(ТНП) (рис
унок
А
.
4). Введение этого сопротивления выполн
яется путем дешунтирования
его вторичной обмотки с помощью

схемы РЗ (рис
унок
А
.
5).

Недостаток этой схемы ТН
является ненадежность работы РЗ. Второй недостаток


это «быстрое»

насыщение
стальных стержней
от
дельных фаз, что приводи
т

к появлению «
ложной земли
».



Рисунок А.4

Схема соединений

обмоток ТН



Рисунок А.5

Схема оперативных цепей защиты от феррорезонансных процессов:
KVo

РН

5360Д,
Uср20
÷30
В; KVф

РН

53200, Uср135
÷140
В; KL


промежуточное реле РП

25 или РП

23; КС


кнопка
съема сигнала; Ш
С


шины сигнализации; ШЗП


шина предупредительной сигнализации; SA


переключатель режима работы ТНП



31


Приложение
Б

(справочное)


Основные параметры схемы замещения ТН типов НКФ

220 и НКФ

500


Основные параметры НКФ

220 и НКФ

500 для расчета феррорезон
ансных
перенапряжений по рисунку 5.7 [
R
,
Ψ
(
i
)] получены по непосредственным сетевым

измерениям
.


Таблица
Б
.1


Параметры расчетной схемы по рисунку 5.7

Тип ТН

Сопротивление первичной обмотки
ТН,
R
1
, Ом

Номинальный поток, Вб

НКФ


220

9400

58
0

НКФ


500

66
75

1295



a)


б)

Рисунок Б.1 Характеристики намагничивания:

(а)


НКФ

220, (б) НКФ

500

32


Приложение В

(справочное)


Е
мкост
и

конденсаторов, шунтирующих контакты выключателей


Таблица
В
.1

Тип выключателя

Емкость

конденс
атора
,
шунтирующая
контакты

полюса,

пФ

Тип выключателя

Емкость

конденсатора
,
шунтирующая
контакты

полюса,

пФ

ВВН

150

330


ВВН

330

15

167

ВВШ

150

330


ВВН

330

303

ВВН

220

10

250


ВВДМ

330

4130

ВВН

220

15

250


ВВ

330Б

167

ВВШ

220

250


ВВБ

500

288

В
ВБ

220

12

825


ВВБ

500

30

275

ВВБ

220Б

402000

825


ВВ

500Б

550

ВВД

220

825


ВНВ

500

350

ВНВ

220

700


ВПБ

500

335

ВЭК

220

250


GL 317 GL 317X

600

ВМТ

220Б

550


GL 318 GL 318X

300

(750 кВ)









33


Библиография


1.

МУ

34

70

163

87

Методические указания по

предотвращению
феррорезонанса в распределительных устройствах 110

500 кВ с
электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями,
содержащими емкостные делители

напряжения
.


2.

СО

34.35.125

99 (РД 153

34.3

35.125

99) Руководство по защите
электрическ
их сетей

от перенапряжений электрических сетей 6

1150
кВ от грозовых и внутренних перенапряжений

(Части 1


3)
.


3.

СТО

56947007

29.130.10.090

2011 Типовые технические требования к
комплектным распределительным устройствам с элегазовой изоляцией
(КРУЭ)

классо
в напряжения 110

500 кВ, ОАО «ФСК ЕЭС».


4.

Руководство пользователя по применению комплектного
распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на
номинальное напряжение 72,5 кВ и выше

(
User

guide

for

the

application

of

gas

insulated

sitchgear

(
G
IS
)
for

rated

voltages

of

72.5
kV

and

above
.
CESC 23 GTWG 10.03, 1998, 83 pp. Ref. No. 125
CIGRE WG 23

10
)
.



5.

Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей
Российской Федерации (ПТЭ). Утв
ерждены приказом

Минэнерго
России от 19.06.2003, №

229.


6.

РД

34.35.305

79

Инструкция по проверке трансформаторов напряжения
и их вторичных цепей.
Издание второе, переработанное и дополненное.



Приложенные файлы

  • pdf 3258089
    Размер файла: 773 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий