Исследование феррорезонансных явлений в электромагнитных трансформаторах напряжения сетей 6–10 кВ при воздействии дуговых перемежающихся однофазных замыканий на землю
А.Н. Антонов, В.Д. Лебедев
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 6, сс. 51—57
Скачать PDF
Состояние вопроса. Среди явлений, оказывающих негативное влияние на работу оборудования в сетях с изолированной нейтралью, особое место занимают феррорезонансные явления. Данная проблема актуальна не только для сетей РФ, но и для сетей ряда европейских стран. Тем не менее на сегодняшний день однозначно не установлены закономерности и параметры элементов сети (электромагнитных трансформаторов напряжения и суммарных емкостей сети), которые в достаточной степени могли бы установить факт потенциального возникновения феррорезонансных явлений. Кроме того, существует проблема экспериментального подтверждения антирезонансных свойств трансформаторов напряжения заводами-изготовителями в рамках независимых лабораторий. Таким образом, возникает задача исследования феррорезонансных явлений на базе полноразмерной физической модели сети с изолированной нейтралью, позволяющей оценить условия возникновения данного рода процессов, с применением реальных электромагнитных трансформаторов напряжения, выпускаемых современными производителями.
Материалы и методы. Методом исследования, способным наиболее адекватно отразить характер протекания процессов и порядок исследуемых величин в рамках исследуемого вопроса, является физическое моделирование на базе стенда для моделирования сетей 6–10 кВ.
Результаты. Исследованы количественные параметры фазных токов и напряжений первичных обмоток трансформаторов напряжения, а также токов дуги и утроенного напряжения нулевой последовательности с выводов «разомкнутого треугольника» при феррорезонансных явлениях в сети. Получены осциллограммы, иллюстрирующие характер изменения величин указанных токов и напряжений при инициировании феррорезонансных процессов. Дана оценка применения различных методов предотвращения феррорезонансных явлений в сетях с изолированной нейтралью.
Выводы. Полученные результаты позволяют сделать выводы о количественных характеристиках параметров сети, при которых возникают феррорезонансные процессы, а также об эффективности ряда мер по предотвращению феррорезонансных явлений в сетях 6–10 кВ, работающих с изолированной нейтралью.
1. Ferroresonant Configurations in Power Systems / V. Valverde, G. Buigues, A.J. Mazón, et al. // Renew. Energy Power Qual. J. – 2012. – Vol. 10, No. 4. – P. 474–479.
2. Araujo A.E.A., Soudack A.C., Marti J.R. Ferroresonance in power systems: chaotic behaviour // IEE Proceedings-c. – May 1993. – Vol. 140. – P. 237–240.
3. Ferroresonance in voltage transformers: Analysis and simulations / V. Valverde, A.J. Mazón, I. Zamora, G. Buigues // Renew. Energy Power Qual. J. – 2007. – Vol. 1, No. 5. – P. 465–471.
4. Mitigating Ferroresonance in Voltage Transformers in Ungrounded MV Net-works / W. Piasecki, M. Florkowski, M. Fulczyk, et al. // IEEE Transactions on Power Delivery. – October 2007. – Vol. 22, No. 4. – P. 2362–2369.
5. CIGRE WG C4.307 Technical Brochure 569 - Resonance and Ferroresonance in Power Net-works. – February 2014.
6. Зихерман М.Х. Трансформаторы напряжения для сетей 6–10 кВ. Причины повреждаемости // Новости электротехники. – 2003. – № 1(25).
7. Борисенко Л.С., Панасюк Д.И., Стреляев П.И. Предотвращение повреждений трансформаторов напряжения контроля изоляции 35 кВ при замыканиях на землю // Энергетик. – 1983. – № 9. – С. 21–23.
8. Дударев Л.Е., Волошек И.В., Левковский А.И. Численный анализ феррорезонансных процессов в сетях с изолированной нейтралью // Электрические станции. – 1991. – № 1. – С. 66–71.
9. Петров О.А. Смещение нейтрали при пофазных отключениях и обрывах фаз в компенсированной сети // Электрические станции. – 1972. – № 9. – С. 57–61.
10. Analysis of Ferroresonance Mitigation Effectiveness in Auxiliary Power Systems of High-Voltage Substations / R. Tarko, W. Nowak, J. Gajdzica, S. Czapp // Energies. – 2024. – Vol. 17, No. 10. – P. 2423.
11. Саенко Ю.Л., Попов А.С. Определение границ существования феррорезонанса в сети с изолированной нейтралью и электромагнитными трансформаторами напряжения типа НТМИ-6-66 на основе компьютерного моделирования // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2010. – № 12(82). – С. 9–16.
12. Саенко Ю.Л., Попов А.С. Исследование причин повреждения трансформаторов напряжения контроля изоляции // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2011. – № 7(89). – С. 59–66.