Разработка устройства для предотвращения феррорезонансных явлений в сетях 6–10 кВ, работающих с изолированной нейтралью
А.Н. Антонов, В.Д. Лебедев
Вестник ИГЭУ, 2026 г. выпуск 4, сс. 49—57
Скачать PDF
Состояние вопроса. Одним из опасных режимов, характерных для сетей, работающих с изолированной нейтралью, является протекание феррорезонанса. Для предотвращения развития такого рода процессов различными производителями разработано множество способов, при этом, ввиду наличия у каждого из решений ряда присущих им недостатков, остается актуальным вопрос о выборе конкретного решения в каждом отдельном случае. Следовательно, существует потребность в разработке устройства, применение которого стало бы универсальной и доступной мерой по предотвращению феррорезонансных явлений в сетях, работающих с изолированной нейтралью.
Материалы и методы. Исследование проведено с использованием метода физического моделирования на базе стенда работы сетей 6–10 кВ.
Результаты. Исследованы преимущества и недостатки существующих решений по предотвращению развития феррорезонансов в сетях с изолированной нейтралью. Исследовано устройство для предотвращения феррорезонансных явлений в сетях 6–10 кВ, разработанное по заказу ООО «НТЗ «Волхов». Получены экспериментальные осциллограммы, подтверждающие эффективность применения предложенного решения.
Выводы. Представленное устройство позволяет эффективно предотвращать протекание феррорезонанса в сетях 6–10 кВ, работающих с изолированной нейтралью. В предложенном решении устранен ряд недостатков, характерных для существующих на сегодняшний день аналогов.
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. DOI: 10.24084/repqj10.351.
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. DOI: 10.1049/ip-c.1993.0035.
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. DOI: 10.24084/repqj05.317.
4. Mitigating ferroresonance in voltage transformers in ungrounded MV networks / W. Piasecki, M. Florkowski, M. Fulczyk, et al. // IEEE Transactions on Power Delivery. – October 2007. – Vol. 22, No. 4. – P. 2362–2369. DOI: 10.1109/TPWRD.2007.905383.
5. CIGRE WG C4.307 Technical Brochure 569 – Resonance and Ferroresonance in Power Networks. – 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. Кадомская К.П., Лаптев О.И. Исследование эффективности антирезонансных трансформаторов напряжения типа НАМИ в сетях 6–35 кВ с изолированной нейтралью // Научный вестник НГТУ. – 2006. – № 4(25). – С.167–175.
11. Матвеев Д.А. О технических требованиях к антирезонансным трансформаторам напряжения и их стандартизации // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2023. – № 1(76). – C. 114–115.
12. СТО 56947007-29.240.10.191-2014 Методические указания по защите от резонансных повышений напряжения в электроустановках 6–750 кВ: утвержден и введен в действие: приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 19.11.2014 № 522.
13. Косарев Б.А. Феррорезонансные перенапряжения в электроустановках 6–220 кВ: теория и результаты экспериментальных исследований // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2022. – № 3–4. – С. 45–55. DOI: 10.17122/1999-5458-2022-18-3-4-45-55.
14. 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(2423). DOI: 10.3390/en17102423.
15. Ferroresonance phenomena in medium-voltage isolated neutral grids: a case study / R. Martínez, M. Manana, J.I. Rodríguez, et. al. // IET Renew. Power Gener. – 2019. – Vol. 13, Issue 1. – P. 209–214. DOI: 10.1049/iet-rpg.2018.5231.
16. Зихерман М.Х. Антирезонансные трансформаторы напряжения. Технические требования и методы испытаний // Новости электротехники. – 2011. – № 2(68).
17. Лаптев О.И. Об эффективности применения современных антирезонансных трансформаторов напряжения в сетях 6–35 кВ // Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6–35 кВ: материалы Всерос. конф., Новосибирск, 16–18 сентября 2008 г. – Новосибирск: Изд-во Новосибирского государственного технического университета, 2008.
18. Обзор режимов заземления нейтрали в электрических сетях 6–35 кВ / В.А. Бурчевский, Л.В. Владимиров, В.А. Ощепков, В.И. Суриков // ОНВ. – 2009. – № 1(77). – С. 122–126.
19. Фишман В.С. Трансформаторы напряжения. Способы устранения феррорезонансных явлений // Новости Электротехники. – 2010. – № 6(66).
20. Antonov A.N., Lebedev V.D. Development of the Experimental Set-Up for Testing MV Voltage Transformers Resistance to Ferroresonance // 2025 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). – Sochi, 2025. – P. 821–825. DOI: 10.1109/ICIEAM65163.2025.11028571.
21. Антонов А.Н., Лебедев В.Д. Исследование феррорезонансных явлений в электромагнитных трансформаторах напряжения сетей 6–10 кВ при воздействии дуговых перемежающихся однофазных замыканий на землю // Вестник ИГЭУ. – 2025. – Вып. 6. – С. 51–57. DOI: 10.17588/2072-2672.2025.6.051-057.
22. Веников В.А. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики). – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Высш. шк., 1976. – 479 с.
23. Устройство защиты трансформатора от феррорезонансных явлений: заявка № 2026106829 РФ / ООО «НТЗ «Волхов»; заявл. 13.03.2026.