 |
|
Методика анализа феррорезонансных схем в сетях 110 кВ при неполнофазных включениях участков сети с воздушной линией электропередач и ненагруженным трансформатором
Оцениваемые параметры
Анализ феррорезонансных схем в сетях 110 кВ при неполнофазных включениях участков сети с воздушной линией электропередачи и ненагруженным силовым трансформатором требует исследования влияния параметров расчетной схемы замещения на возможность возникновения переходных процессов, приводящих к повреждению трансформаторов напряжения. При этом решаются следующие задачи:
• оценивается влияние величины и фазы рабочего напряжения для
определения начальных условий, при которых наиболее вероятно
возникновение феррорезонансных явлений, приводящих к повреждению
трансформаторов напряжения;
• оценивается влияние параметров воздушной линии электропередачи;
• оценивается влияние параметров силового трансформатора;
• оценивается влияние параметров трансформатора напряжения
Оценка влияния величины и фазы рабочего напряжения
Характер протекания переходных процессов в нелинейных цепях определяется как параметрами оборудования, представляющего собой нагрузку, так и параметрами источника питания. К параметрам источника относятся величина амплитуды и фаза напряжения, при которых происходит коммутация цепи. В данном разделе рассматривается влияние величины и фазы включения рабочего напряжения сети, представляемого в расчетной схеме замещения двумя источниками синусоидально изменяющегося напряжения бесконечной мощности, на возможность возникновения процессов (при прочих равных условиях), приводящих к повреждению трансформаторов напряжения.
Диапазон изменения действующего рабочего напряжения сети должен находиться в пределах от минимального уровня в данной точке сети до максимально допустимого. Наибольшие рабочие напряжения в любой точке сети определяются в единицах по отношению к номинальному и не должны превышать Uраб.наиб= 1.15UH 3 рассматриваемых схемах наиболее вероятно возникновение опасных переходных процессов при наибольшем рабочем напряжении. Следовательно, расчет феррорезонансных схем необходимо производить при данной величине напряжения источников ЭДС.
Провести аналитическую оценку влияния фазы напряжения в рассматриваемой нелинейной цепи невозможно. Наиболее точно проанализировать влияние фазы, при которой наиболее вероятно возникновение опасных переходных процессов, можно только на основании вычислительных экспериментов.
Расчеты феррорезонансной схемы при изменении фазы коммутации в пределах [0°;120°] проводились со следующими исходными данными:
• рабочее напряжение 126 кВ;
• воздушная линия электропередачи длиной l= 70 км с проводами марки АС-
120 имеет следующие погонные параметры: активное сопротивление r0=
0,249 Omjkm, индуктивное сопротивление x0= 0,423 Ом/км, емкость фазы на
землю C0= 6,412 нФ/км, междуфазная емкость см= 0,73 нФ/км. Для данного
набора параметры схемы замещения равны следующим величинам: активное
сопротивление Rл= 17,43 Ом, индуктивность Lл= 94,3 мГн, емкость по
отношению к земле Cз= 448,8 нФ и междуфазная емкость линии CM= 51,1 нФ;
• силовой трансформатор ТМН-6300/110 подключен со стороны
высоковольтной обмотки и имеет параметры: активное сопротивление
обмотки Rmc= 14,7 Ом, индуктивность рассеяния обмотки L0= 491,34 мГн,
активные сечения стержней и ярм магнитопровода соответственно Sс= 0,0929
m2 и Sя= 0,09488 м2, длины стержней и ярм магнитопровода lс= 1,83 м и lя=
0,7715 м, число витков обмотки ω= 2010, марка стали магнитопровода -
М3404 с коэффициентами аппроксимации кривой намагничивания;
• один трансформатор напряжения НКФ-110: активное сопротивление обмотки ВН Rmμ= 4,8 кОм, предельно допустимый ток через обмотку ВН Iтн.доп= 0,22 А, коэффициенты аппроксимации кривой намагничивания.
В таблице 4.1 приведены результаты расчета: значения действующего напряжения, действующего тока и усредненного за время переходного процесса квадратичного тока обмотки ВН трансформатора напряжения при разных фазах включения рабочего напряжения.
Таблица 1
Влияние фазы рабочего напряжения на возможность повреждения трансформатора напряжения НКФ-110
| Фаза включения, градусы | Действуещее напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 0,636 | 0,996 | 9,14 | |
| 0,484 | 4,18 | 8,97 | |
| 0,138 | 0,163 | 0,274 | |
| 0,094 | 0,0576 | 0,096 | |
| 0,113 | 0,0445 | 0,071 | |
| 0,112 | 0,0386 | 0,096 | |
| 0,09 | 0,095 | 0,168 | |
| 0,592 | 1,92 | 8,94 | |
| 0,6 | 1,73 | 9,13 |
На рис. 26 представлена зависимость усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 от фазы рабочего напряжения. Опасными считаются переходные процессы, когда усредненный за время переходного процесса квадратичный ток обмотки превышает предельно допустимый ток обмотки ВН трансформатора напряжения.
Рис. 26 Зависимость усредненного за время переходного процесса кваратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 от фазы рабочего напряжения.
Из результатов расчета следует, что при разных фазах переходные процессы имеют существенное отличие и опасные феррорезонансные явления возникают не при любой фазе коммутации. Наибольшие величины усредненного за время переходного процесса квадратичного тока обмотки, опасные для трансформаторов напряжения, возникают тогда, когда фаза включения рабочего напряжения равна либо 0°, либо 120°.
Таким образом, расчет феррорезонансных схем необходимо проводить при напряжении источника равном наибольшему рабочему напряжению сети и фазе включения напряжения равной 00 или 1200
Оценка влияния величины параметров воздушной линии электропередач
В данном разделе рассматривается влияние параметров воздушной линии электропередачи: длины линии, емкости относительно земли, междуфазной емкости, индуктивности, активного сопротивления на возникновение процессов, приводящих к повреждению трансформаторов напряжения в феррорезонансных схемах сетей 110 кВ при неполнофазных включениях участков с воздушной линией электропередачи и
ненагруженным силовым трансформатором. Влияние параметров линии оценивается на основании вычислительных экспериментов,
При оценке влияния длины линии анализируется, каким образом изменение длины, а, следовательно, пропорциональное изменение параметров линии, сказывается на протекании переходных процессов. При этом определяется диапазон изменения длины, в пределах которого возможно возникновение феррорезонансных явлений с повреждением трансформаторов напряжения.
Расчеты переходных процессов в феррорезонансной схеме проводились при изменении длины линии в пределах [5 - 100] км со следующими исходными данными: • рабочее напряжение 126 кВ;
• воздушная линия электропередачи с проводами марки АС-120 имеет
следующие погонные параметры: активное сопротивление r0= 0,249 Ом/км,
индуктивное сопротивление x0= 0,423 Ом/км, емкость фазы на землю c0= 6.412
нФ/км, междуфазная емкость cm= 0,73 нФ/км. Для данного набора параметры
схемы замещения равны следующим величинам: активное сопротивление Rл
= 17,43 Ом, индуктивность LЛ= 94,3 мГн, емкость по отношению к земле Cз=
448,8 нФ и междуфазная емкость линии Cм= 51,1 нФ;
• силовой трансформатор ТМН-6300/110 подключен со стороны
высоковольтной обмотки и имеет параметры: активное сопротивление
обмотки Rтc= 14,7 Ом, индуктивность рассеяния обмотки L0= 491,34 мГн,
активные сечения стержней и ярм магнитопровода соответственно Sc= 0,0929
m2 и Sя= 0,09488 м2, длины стержней и ярм магнитопровода Lc= 1,83 м и lя=
0.7715 м, число витков обмотки ω= 2010, марка стали магнитопровода -
М3404 с коэффициентами аппроксимации кривой намагничивания;
• один трансформатор напряжения НКФ-110: активное сопротивление
обмотки ВН Rтμ= 4,8 кОм, предельно допустимый ток через обмотку ВН
1тн.доп= 0,22 А, коэффициенты аппроксимации кривой намагничивания.
На рис. 27 представлены зависимости усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки
трансформатора напряжения НКФ-110 от длины воздушной линии электропередачи при неполнофазных включениях силовых трансформаторов ТМН-2500/110, ТМН-6300/110, ТДН-10000/110. Результаты расчета для феррорезонансной схемы с силовым трансформатором ТМН-6300/110 приведены в таблице 4.2.
Рис. 27 Зависимости усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 oт длинны воздушной линии
электропередачи.
Таблица 2
Влияние длины воздушной линии электропередачи на возможность
повреждения трансформатора напряжения НКФ-110 при включении
силового трансформатора TMI1-6300/110
| Длинна линии, км | Действующее напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 1,27 | 4,71 | 4,95 | |
| 2,31 | 12,82 | 10,97 | |
| 3,097 | 25,326 | 23,925 | |
| 0,924 | 6,73 | 7,103 | |
| 0,636 | 0,996 | 9,106 | |
| 0,670 | 1,744 | 7,36 | |
| 0,1 | 0,058 | 0,081 |
При малых длинах линии (до 5 км) действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток не превышают предельно допустимых значений. В диапазоне изменения длины линии [5 - 80] км в схеме с силовым трансформатором ТМН-6300/110 протекают процессы, сопровождающиеся значительными токовыми перегрузками трансформаторов напряжения. При этом усредненный за время переходного процесса квадратичный ток может превышать предельно допустимый гок обмотки трансформатора напряжения в несколько десятков раз, а действующее напряжение может быть меньше номинального. При длинах линии от 90 км и более в рассматриваемой схеме протекают процессы, не представляющие опасности для трансформаторов напряжения. В данном случае действующее напряжение не превышает 0,11 о.е. от номинального, а действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток не превышают соответственно 0,06 о.е. и 0,1 о.е. от предельно допустимого тока. Следовательно, для каждой феррорезонансной схемы существует некоторый диапазон изменения длины линии, в пределах которого возможно возникновение процессов, приводящих к повреждению трансформаторов напряжения.
Проведем оценку влияния дополнительной емкости к земле при неизменных остальных параметрах схемы. Дополнительная емкость подключается к шинам включаемого силового трансформатора. В схеме замещения и уравнениях математической модели данная емкость добавляется к половинной емкости линии по отношению к земле на конце воздушной линии. Анализ влияния дополнительной емкости производится с такими же исходными данными, что и при оценке влияния длины линии, за исключением того, что в схемах присутствуют силовые трансформаторы ТМН-2500/110 и ТМН-6300/110, а длины линии составляют соответственно l = 20 км и l= 50 км. Величина емкости изменяется в пределах [0 - 250] нФ.
На рис. 4.6 представлены зависимости усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 от дополнительной емкости к земле.
Результаты расчета для схемы с трансформатором ТМН-6300/ 110 приведены в таблице 3.
Рис. 27 Зависимости усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 oт дополнительной емкости по отношению к земле.
Таблица 3
Влияние дополнительной емкости по отношению к земле на
возможность повреждения трансформатора напряжения НКФ-110 при
включении силового трансформатора ТМН-6300/110
и длине линии 50 км
| Дополнительная емкость по отношению к земле, нФ | Действующее напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 0,924 | 7,1 | 7,7 | |
| 1,22 | 8,53 | 9,07 | |
| 1,32 | 9,065 | 9,6 | |
| 0,978 | 7,65 | 8,03 | |
| 0,352 | 0,0594 | 0,21 |
При увеличении дополнительной емкости в схеме с трансформатором ТМН-6300/110 до 150 нФ действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток увеличиваются и превышают допустимый ток трансформатора напряжения в несколько раз, что свидетельствует о возможности повреждения трансформатора. В то же время действующее напряжение на трансформаторе напряжения может не превышать номинального. Дальнейшее увеличение емкости до 250 нФ приводит к тому, что действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток уменьшаются. При величине емкости большей или равной 250 нФ эти токи не превышают соответственно 0,06 о.е. и 0,21 о.е. от предельно допустимого тока. Следовательно, при увеличении дополнительной емкости по отношению к земле до некоторой величины, определяемой отдельно для каждой феррорезонансной схемы, переходные процессы не сопровождаются феррорезонансными явлениями, приводящими к повреждению трансформаторов напряжения. Данное мероприятие можно реализовать путем подключения к шинам силового трансформатора конденсаторных батарей.
При оценке влияния междуфазной емкости, индуктивности и активного сопротивления линии требуется проанализировать, каким образом изменение одного из параметров линии, при неизменных остальных, влияет на протекание переходных процессов. Исходные данные схемы остаются теми же, что и при оценке влияния длины линии, за исключением того, что длина линии составляет l= 20 км.
Влияние междуфазной емкости линии по отношению к земле оценивается при изменении погонной междуфазной емкости линии в пределах [0 - 1,5] нФ/км, что соответствует диапазону изменения общей междуфазной емкости линии относительно земли [0 - 30] нФ. Результаты расчета приведены в таблице 4.
Таблица 4
Влияние междуфазной емкости ВЛЭП на возможность
повреждения трансформатора напряжения НКФ-110
| Междуфазная емкость, нФ | Междуфазная погонная емкость, нФ/км | Действующее напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 2,85 | 21,4 | 20,03 | ||
| 0,1 | 2,89 | 21,93 | 20,54 | |
| 0,2 | 2,91 | 22,44 | 21,06 | |
| 0,5 | 3,02 | 24,05 | 22,66 | |
| 3,19 | 26,89 | 25,35 | ||
| 1,5 | 3,38 | 29,95 | 28,33 |
Из результатов расчета следует, что изменение междуфазной емкости по сравнению с фактическими емкостями линий незначительно влияет на величину напряжения на трансформаторе напряжения и величины действующего и усредненного за время переходного процесса квадратичного тока.
Влияние индуктивности линии оценивается при изменении погонного индуктивного сопротивления линии в пределах [0,1 - 2] Ом/км, что соответствует диапазону изменения общей индуктивности линии [6,35 - 127] мГн. Результаты расчета приведены в таблице 5.
Таблица 5
Влияние индуктивности ВЛЭП на возможность
повреждения трансформа гора напряжения НКФ-110
| Индуктивная линия, мГн | Погонное индуктивное сопротивление линии, Ом/км | Действующее напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 6,35 | 0,1 | 3,096 | 25,32 | 23,91 |
| 12,17 | 0,2 | 3,096 | 25,32 | 23,92 |
| 25,5 | 0,4 | 3,097 | 25,33 | 23,94 |
| 63,7 | 1,0 | 3,096 | 25,36 | 23,94 |
| 2,0 | 3,10 | 25,47 | 24,05 |
Действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток превышает предельно допустимый ток трансформатора напряжения на всем диапазоне изменения индуктивности линии, что свидетельствует о повреждении трансформатора напряжения. Действующее напряжение трансформатора напряжения превышает 3 о.е. от номинального. При увеличении индуктивности линии значения действующего и усредненного за время переходного процесса квадратичного тока увеличиваются незначительно. Следовательно, индуктивность линии незначительно влияет на величину напряжения на трансформаторе напряжения и величины действующего и усредненного за время переходного процесса квадратичного тока.
Влияние активного сопротивления линии оценивается при изменении погонного значения в пределах [0-1] Ом/км, что соответствует диапазону изменения общего активного сопротивления линии [0 - 20] Ом. Результаты расчета показывают, что на всем диапазоне изменения активного сопротивления действующее напряжение, действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток изменяются незначительно. Поэтому, изменение активного сопротивления воздушной линии электропередачи в пределах десятикратного увеличения от практических величин незначительно влияет на условия возникновения опасных для трансформаторов напряжения феррорезонансных явлений.
Оценка влияния параметров силового трансформатора. Оценка влияния параметров силового трансформатора (номинальной передаваемой мощности, индуктивности рассеяния, активного сопротивления) на возникновение процессов, приводящих к повреждению трансформаторов напряжения в феррорезонансных схемах сетей 110 кВ при неполнофазных включениях участков с воздушной линией электропередачи и ненагруженным силовым трансформатором производится на основании вычислительных экспериментов.
Основным параметром силового трансформатора является передаваемая номинальная мощность. От нее зависят параметры магнитопровода, индуктивность рассеяния и активное сопротивление трансформатора. С увеличением мощности трансформатора соответственно увеличиваются геометрические размеры и масса стали магнитопровода, уменьшаются индуктивность рассеяния и активное сопротивление обмоток.
Производится оценка:
• возникновения опасных феррорезонансных явлений принеизменных
параметрах линии для трансформаторов различной номинальной мощности;
• влияния длины линии для трансформаторов различной номинальной мощности на возникновение опасных феррорезонансных явлений.
При решении первой задачи расчеты производились для схемы, которая имеет следующие исходные данные:
• рабочее напряжение 126 кВ;
• воздушная линия электропередачи длиной l= 100 км с проводами
марки АС-120 имеет следующие погонные параметры: активное сопротивление r0= 0,249 Ом/км, индуктивное сопротивление х0= 0,423 Ом/кмt ,емкость фазы на землю с0= 6,412 нф/км, междуфазная емкость см= 0,73 нф/км.
Для данного набора параметры схемы замещения равны следующим величинам: активное сопротивление RЛ= 17,43 Ом, индуктивность Lл= 94,3 мГн, емкость по отношению к земле С3= 448,8 нФ и междуфазная емкость линии См= 51,1 нФ;
• один трансформатор напряжения НКФ-110:активноеопротивление обмотки ВН Rmr= 4,8 кОм, предельно допустимый ток через обмотку ВН
ITH.ДОП= 0,22 А, коэффициенты аппроксимации кривой намагничивания.
• использовались двухобмоточные силовые трансформаторы с параметрами.
Результаты расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6
Влияние мощности силового трансформатора на возможность
повреждения трансформатора напряжения
НКФ-110 при постоянной длине линии
| Тип силового трансформатора | Действующие напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| ТМН-2500/110 | 0,107 | 0,031 | 0,059 |
| ТМН-6300/110 | 0,108 | 0,054 | 0,068 |
| ТДН-10000/110 | 0,497 | 4,113 | 9,23 |
| ТДН-16000/110 | 0,966 | 8,36 | 9,47 |
| ТРДН-25000/110 | 0,838 | 5,15 | 13,15 |
| ТДТН-40000/110 | 2,4 | 31,36 | 32,47 |
| ТРДЦН-63000/110 | 3,87 | 38,07 | 37,85 |
На рис. 28 представлена зависимость усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 от мощности силового трансформатора.
Рис. 28 Зависимость усредненного за время переходного процесса квадратичного тока высоковольтной обмотки трансформатора напряжения НКФ-110 от мощности силового
трансформатора.
Из результатов расчета следует, что для трансформаторов малой мощности (2500 - 6300 кВА) в схеме протекают процессы, не представляющие опасности для трансформаторов напряжения. При увеличении мощности силового трансформатора увеличивается величина усредненного за время переходного процесса квадратичного тока обмотки ВН трансформатора напряжения и соответственно увеличивается вероятность его повреждения.
Влияние длины линии на возникновение опасных феррорезонансных явлений оценивается для тех же силовых трансформаторов. При расчетах длина линии увеличивалась до значений, при которых в схеме не протекали опасные переходные процессы.
Таблица 7
Влияние мощности силового трансформаторана возможность
повреждения трансформатора напряжения НКФ-110
при изменении длины линии
| Тип силового трансформатора | Длина линий, при которой не наблюдаются опасные феррорезонансные явления, км |
| ТМН-2500/110 | |
| ТМН-6300/110 | |
| ТДН-10000/110 | |
| ТДН-16000/110 | |
| ТРДН-25000/110 | |
| ТДТН-40000/110 |
Из результатов расчета следует, что чем больше мощность силового трансформатора, тем больше диапазон изменения длины линии, при котором наблюдаются процессы, сопровождающиеся повреждением трансформатора напряжения. По результатам вычислительных экспериментов построена область опасных параметров (рис. 29), которая представляет собой зависимость мощности силового трансформатора от длины линии.
Рис. 29 Область опасных параметров феррорезонансныхсхем.
Оценка влияния параметров трансформатора напряжения. Оценка влияния активного сопротивления обмотки ВН трансформатора напряжения и количества подключенных трансформаторов на возникновение процессов, приводящих к повреждению трансформаторов напряжения в феррорезонансных схемах сетей 110 кВ при неполнофазных включениях участков с воздушной линией электропередачи и ненагруженным силовым трансформатором производится на основании вычислительных экспериментов.
Величину активного сопротивления обмотки высшего напряжения трансформаторов напряжения изменить невозможно, исходя из конструкции трансформаторов. В то же время между нейтральной точкой обмотки и землей последовательно можно подключить добавочное активное сопротивление. В этом случае оценивается величина данного сопротивления с точки зрения предотвращения феррорезонансных явлений и влиянияна работу трансформаторов напряжения.
При расчете принимаются следующие исходные данные:
• рабочее напряжение 126 кВ;
• воздушная линия электропередачи длиной l= 30 км с проводами марки АС-
120 имеет следующие погонные параметры: активное сопротивление r0=
0,249 Ом/км, индуктивное сопротивление хо= 0,423 Ом/км, емкость фазы на
землю С0= 6,412 кФ/км, междуфазная емкость см= 0,73 кФ/км. Для данного
набора параметры схемы замещения равны следующим величинам: активное
сопротивление Rл= 17,43 Ом, индуктивность LЛ= 94,3 мГн, емкость по
отношению к земле С3= 448,8 нФ и междуфазная емкость линии См= 51,1 нФ;
• силовой трансформатор ТМН-6300/110 подключен со стороны
высоковольтной обмотки и имеет параметры: активное сопротивление
обмотки Rmc= 14,7 Ом, индуктивность рассеяния обмотки Lc= 491,34 мГн,
активные сечения стержней и ярм магнитопровода соответственно Sc= 0.0929
m2 и Sя= 0,09488 m2, длины стержней и ярм магнитопровода lс= 1,83 м и lя=
0,7715 м, число витков обмотки ω= 2010, марка стали магнитопровода -
М3404 с коэффициентами аппроксимации кривой намагничивания ;
• один трансформатор напряжения НКФ-110: активное сопротивление
обмотки ВН Rmc= 4,8 кОм, предельно допустимый ток через обмотку ВН
Iтн.доп= 0,22 А, коэффициенты аппроксимации кривой намагничивания.
Минимальное значение величины активного сопротивления принимается равным активному сопротивлению обмотки ВН трансформатора напряжения. Данная величина увеличивается до значений, при которых не наблюдается возникновение феррорезонансных явлений, приводящих к повреждению трансформаторов напряжения.
Результаты расчета приведены в таблице 8.
Таблица 8
Влияние активного сопротивления обмотки ВН трансформаторанапряжения НКФ-110 на возможность его повреждения
| Активное сопративление обмотки, кОм | Действующие напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 4,8 | 4,05 | 41,15 | 39,65 |
| 0,858 | 2,02 | 2,39 | |
| 0,893 | 1,35 | 1,78 | |
| 0,811 | 0,732 | 1,18 | |
| 0,932 | 0,607 | 0,89 | |
| 7,34 | 3,98 | 3,77 |
При увеличении сопротивления до 300 кОм действующий ток и усредненный за время переходного процесса квадратичный ток уменьшаются до значений, которые не опасны для трансформатора напряжения. Дальнейшее увеличение активного сопротивления свыше 300 кОм приводит к увеличению усредненного за время переходного процесса квадратичного тока через трансформатор напряжения и соответственно увеличению вероятности его повреждения.
Трансформаторы напряжения типа НКФ в процессе эксплуатации должны обеспечивать требуемую точность измерений, согласно установленному классу точности. Установка добавочного сопротивления величиной 300 кОм может внести в работу трансформаторов недопустимую погрешность, которую невозможно устранить уменьшением класса точности. Кроме того, установка дополнительного сопротивления указанной величины в нейтраль трансформаторов напряжения может привести к смещению нейтрали сети и стать причиной повреждения оборудования станций и подстанций.
Возможно подключение добавочного сопротивления последовательно с обмоткой трансформатора напряжения только на время оперативных переключений до момента отключения разъединителей. Однако данное
условие требует наличия устройств релейной защиты, которые позволяли бы фиксировать возникновение опасных феррорезонансных явлений и производить временное подключение добавочного сопротивления.
На основании вышеизложенного следует вывод, что хотя увеличение активного сопротивления схемы замещения и приводит к предотвращению возникновения опасных феррорезонансных явлений, это не имеет практического применения, так как установка дополнительного сопротивления вносит недопустимую погрешность в работу трансформатора напряжения.
В эксплуатационных схемах распределительных устройств к каждой секции шин могут быть подключены один или несколько трансформаторов напряжения. При этом в образовавшейся феррорезонансной схеме могут присутствовать несколько параллельно подключенных трансформаторов.
Проводится оценка влияния количества трансформаторов напряжения в схеме на возможность возникновения опасных феррорезонансных явлений. При расчетах принимаются приведенные ранее исходные данные. Количество трансформаторов напряжения НКФ-110 изменяется от 1 до 5.
Результаты расчета приведены в таблице 9.
Таблица 9
Влияние количестватрансформаторов напряжения НКФ-110 феррорезонанснойсхемы на возможность повреждения одного трансформатора напряжения
| Количество трансформаторов напряжения | Действующие напряжение, о.е. | Действующий ток, о.е. | Усредненный квадратичный ток, о.е. |
| 0,636 | 0,996 | 9,11 | |
| 0,486 | 2,309 | 5,80 | |
| 0,533 | 0,338 | 4,44 | |
| 0,219 | 0,203 | 3,66 | |
| 0,479 | 0,256 | 3,19 |
Увеличение числа трансформаторов напряжения приводит к тому, что величины действующего тока и усредненного за время переходного процесса квадратичного тока через обмотку ВН одного трансформатора уменьшаются. Однако, во всех рассчитанных вариантах величина усредненного за время переходного процесса квадратичного тока превышает предельно допустимый ток обмотки, что свидетельствует о повреждении трансформаторов напряжения. Следовательно, увеличение количества подключенных трансформаторов напряжения незначительно влияет на возможность их повреждения при прочих равных условиях.
Оценка достоверности математической модели.
Оценка достоверности математической модели проводится на основании точности определения фактов повреждения трансформаторов напряжения при протекании феррорезонансных явлений. Оценка проведена путем сопоставления случаев повреждения трансформаторов напряжения, которые зарегистрированы в энергосистемах ЯрЭнерго, НижНовЭнерго и ряде других, с областью опасных параметров феррорезонансных схем. На рис. 4.9 представлена область опасных параметров, на которой показаны практические зарегистрированные случаи повреждения трансформаторов напряжения. Сопоставление указанной области с фактами повреждения трансформаторов напряжения позволяет сделать вывод о том, что по рассчитанной области опасных параметров достаточно точноустанавливается возможность повреждения трансформаторов напряжения, так как в нее попадают все рассмотренные случаи. Это свидетельствует о высокой степени достоверности определения возможности повреждения трансформаторов напряжения разработанной математической моделью. На этом основании результаты моделирования в форме области опасных параметров могут быть рекомендованы для практического использования.
Рис. 30 Область опасных параметров феррорезонансныхсхем с фактическими зарегистрированными случаями повреждения трансформаторами напряжения.