Феррорезонансные явления в сетях 6,10,35,110 кВ и принятие мер по их предотвращению

Причиной внутренних (коммутационных) перенапряжений могут быть различные переходные процессы, сопровождающие резкие изменения режима работы электрической системы. С точки зрения воздействия на изоляцию наиболее существенными являются перенапряжения, возникающие при:

а)однофазных замыканиях на землю через дугу в сетях с изолированнойнейтралью и с нейтралью, заземлённой через большое активное или реактивное сопротивление;

б)отключении индуктивностей, сопровождающемся принудительным ускорением гашения выключаемого тока;

в)отключении ёмкостей;

г) резонансе и феррорезонансе в сети или части сети;

На подстанциях напряжением 110¸220 кВ для предотвращения возникновения перенапряжений от самопроизвольных смещений нейтрали или опасных феррорезонансных процессов оперативные действия должны начинаться с заземления нейтрали трансформатора, включаемого в ненагруженную систему шин с трансформаторами напряжения НКФ-110 и НКФ-220. Перед отделением от сети ненагруженной системы шин с трансформаторами типа НКФ-110 и НКФ-220 нейтраль питающего трансформатора должна быть заземлена. Распределительные устройства напряжением 150¸220 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, контакты которых шунтированы конденсаторами, должны быть проверены на возможность возникновения феррорезонансных перенапряжений при отключениях систем шин. При необходимости должны быть приняты меры к предотвращению феррорезонансных процессов при оперативных и автоматических отключениях. В сетях и на присоединениях напряжением 6¸35 кВ в случае необходимости должны быть приняты меры к предотвращению феррорезонансных процессов, в том числе самопроизвольных смещений нейтрали. Неиспользуемые обмотки низшего (среднего) напряжения трансформаторов и автотрансформаторов должны быть соединены в звезду или треугольник и защищены от перенапряжений. Защита не требуется, если к обмотке низшего напряжения постоянно подключена кабельная линия электропередачи длиной не менее 30 м. В других случаях защита неиспользуемых обмоток низшего и среднего напряжения должна быть выполнена заземлением одной фазы или нейтрали либо вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжения, присоединёнными к выводу каждой фазы. В сетях напряжением 110 кВ и выше разземление нейтрали обмоток напряжением 110 – 220 кВ трансформаторов, а также логика действия релейной защиты и автоматики должны быть осуществлены таким образом, чтобы при различных оперативных и автоматических отключениях не выделялись участки сети без трансформаторов с заземленными нейтралями. Защита от перенапряжений нейтрали трансформатора с уровнем изоляции ниже, чем у линейных вводов, должна быть осуществлена вентильными разрядниками или ограничителями перенапряжений.

В сетях напряжением 110 - 750 кВ при оперативных переключениях и в аварийных режимах повышение напряжения промышленной частоты (50Гц) на оборудовании должно быть в пределах значений указанных в ПТЭ.

К последним разработкам в области предотвращения развития резонансных процессов относятся анти резонансные трансформаторы напряжения 6-220 кВ. На Рис.7. представлен трансформатор напряжения электромагнитный анти резонансный НАМИ-110.

Рис. 7. Трансформатор напряжения НАМИ-110.

Основным мероприятием, исключающим повреждения трансформаторов напряжения в сетях 6-35 кВ, является применение "антирезонансных" трансформаторов напряжения типов НАМИ-6, НАМИ-10 и НАМИ-35. Анти резонансный трансформатор НАМИ не вступает в резонанс с ёмкостью ненагруженных шин и линий любой протяжённости, а также выдерживает без ограничения длительности как любые виды однофазных замыканий в сети, в том числе через перемежающуюся дугу, так и повышения напряжения, вызванные феррорезонансом ёмкости сети с другими трансформаторами (силовыми или напряжения). Трансформаторы НАМИ имеют специальную схему соединения обмоток и пониженную номинальную индукцию (см. Рис.8). В баке анти резонансного трансформатора размещаются два трансформатора (трёхфазный и однофазный), имеющие отдельные магнитопроводы. В нейтраль высоковольтной обмотки трёхфазного трансформатора, имеющего вторичную (компенсационную) обмотку, соединённую треугольником, включён однофазный трансформатор, который измеряет напряжение нулевой последовательности. Предотвращению феррорезонанса способствует то, что в контур нулевой последовательности входит только одна индуктивность намагничивания однофазного трансформатора, и этот феррорезонансный контур лишён источника э.д.с. Все анти резонансные свойства трансформаторов НАМИ экспериментально проверены в действующих сетях.