Процессы при включении блока с отключенным генератором на шины ОРУ высокого напряжения.
При включении блока одной из электрических станций со стороны обмотки высшего напряжения силового трансформатора (рис. 6) при отключенных генераторном выключателе ГВ и выключателях со стороны 6 кВ трансформатора собственных нужд ТСН срабатывало реле земляной защиты, включенное в рассечку обмотки трансформатора напряжения ТН1 типа ЗНОЛ-15, соединенной в разомкнутый треугольник. После включения выключателей 6 кВ ТСН сигнал исчезал. При анализе причин срабатывания земляной защиты возникла гипотеза, связывающая появление ложной земли с феррорезонансными процессами, обусловленными насыщением магнитопроводов фаз ТН1 при включении ненагруженного силового трансформатора.
Рис. 7. Вычисленные осциллограммы при симметричном включении блока выключателем ВН:
а - при отсутствии резистора в дополнительной обмотке ТН типа ЗНОМ-15, соединенной в разомкнутый треугольник; б - при Rn = 25 Ом
При проведении расчетов учитывался возможный разброс в кривых намагничивания фаз ТН: при номинальном токе намагничивания значение потока варьировалось в диапазоне -20 ч- + 20% номинального потока. Емкости фаз на землю, представляющие собой сумму входных емкостей силового трансформатора со стороны его обмотки низшего напряжения и трансформатора собственных нужд, а также емкости ошиновки генераторный выключатель - трансформатор варьировались в диапазоне 0,018 - 0,021 мкФ (следует отметить, что расчетные емкости и емкости, измеренные на ГРЭС, практически совпали). Нижняя граница емкости отвечала случаю отключенных выключателей 6 кВ ТСН, верхняя - их включенному состоянию.
Расчеты производились как при разомкнутой дополнительной обмотке ТН, так и при включении в рассечку этой обмотки резистора. Из приведенной на рис. 7, а вычисленной осциллограммы процессов при симметричном включении ненагруженного силового трансформатора на шины ОРУ 220 кВ при разомкнутом треугольнике дополнительной обмотки ЗНОМ-15 видно, что напряжение 3U0 существенно превышает уставку земляной защиты 15 В даже при полной симметрии параметров фаз.
Рис. 8. Вычисленная осциллограмма процесса при включении блока, оснащенного ТН типа НАМИ, выключателем ВН
При включении в рассечку дополнительной обмотки резистора сопротивлением 25 Ом (рис. 7, б) установившихся феррорезонансных явлений не наблюдается, однако напряжение 3U0 в переходном процессе существенно превышает уставку земляной защиты. Следует отметить, что при несимметрии кривых намагничивания ТН по фазам порядка 20% установившийся феррорезонанс наблюдается даже при оснащении дополнительной обмотки ТН сопротивлением 25 Ом. Поэтому исключить появление ложной земли можно двумя путями:
путем применения антирезонансных трансформаторов напряжения типа НАМИ;
путем включения более мощного сопротивления в цепь нулевой последовательности, в частности, в рассечку разомкнутого треугольника ТН. Требуемое значение сопротивления зависит от степени несимметрии схемы и характеристик намагничивания фаз ТН. При идеальной симметрии фазных параметров сопротивление должно быть не более 20 Ом. При учете возможной несимметрии целесообразно уменьшить эту величину до 10-15 Ом.
Вычисленная осциллограмма процесса при оснащении сети генераторного напряжения антирезонансными трансформаторами типа НАМИ-15 при существенной несимметрии кривых намагничивания по фазам трехфазного трансформатора, входящего в состав НАМИ-15, построена на рис. 8. Поскольку в настоящее время ТН типа НАМИ-15 не изготавливаются отечественной промышленностью, кривые намагничивания трехфазного трансформатора принимались аналогичными кривым ТН типа ЗНОМ-15. Из рис. 8 видно, что напряжение 3 U0 в этом случае существенно меньше уставки реле земляной защиты (15 В). Следовательно, при оснащении сети генераторного напряжения блоков трансформаторами типа НАМИ исключаются ложные срабатывания земляной защиты в рассматриваемой коммутации.
Вывод
Оснащение сетей средних классов напряжения различного конструктивного исполнения и назначения трансформаторами напряжения типа НАМИ исключит неблагоприятные феррорезонансные явления, приводящие как к сверхтокам в их обмотках высокого напряжения, так и к другим нештатным ситуациям, например, ложному срабатыванию земляной защиты.
Список литературы
- Шаргородский В. А. Автоколебательный процесс - причина повреждения трансформаторов напряжения. - Электрические станции, 1963, № 5.
- Лихачев Ф. А. Схемы подключения дополнительного сопротивления к трансформатору напряжения контроля изоляции. - Электрические станции, 1978, № 12.
- Зихерман Μ. X. Повреждение трансформаторов напряжения при дуговых замыканиях на землю. - Электрические станции, 1978, № 11.
- Исследование режимов работы трансформаторов напряжения контроля изоляции в сетях 6 - 10 кВ / Алексеев В. Г., Дунайцев С. Г., Зихерман Μ. X., Ильин В. П. - Электрические станции, 1980, № 1.
- Лихачев Ф. А. Повышение надежности распределительных сетей 6-10 кВ. - Электрические станции, 1981, № 11.
- Поляков В. С. О защите оборудования электрических сетей от феррорезонансных перенапряжений. - В кн.: Из опыта работы Высоковольтной сети Ленэнерго. Л.: Энергоатомиздат, 1986.
- Заболотников А. П, Кадомская К. П, Тихонов А. А. Математическое моделирование и перенапряжения в электрических сетях 6-35 кВ. Новосибирск: НГТУ, 1993.
- Дударев Л. Е., Эль-Хатиб Аднан. Подавление феррорезонансных процессов в сетях с изолированной нейтралью. - Электрические станции, 1993, № 10.
