2.4. Феррорезонансные перенапряжения в сетях с глухозаземленной нейтралью
Рис.2.5. Схема для анализа феррорезонансных перенапряжений в сети с заземленной нетралью
При КЗ феррорезонанса не возникает, т.к. появляются большие активные потери.
Представим , что произошел обрыв провода без падения на землю (допустим вблизи подстанции). У неповрежденных фаз стекание тока на землю есть, но он очень маленький.
Uэ=0,5Uф
Можно попасть в тот и другой режим, т.е. происходит самопроизвольное смещение нейтрали, т.е. происходит феррорезонансный скачок. Такие резкие скачки опасны для межвитковой изоляции.
Очень часто феррорезонансные перенапряжения вызывают ТН.
Рис. 2.6. Uc/Uф. = f (C)
2.5. Феррорезонансные перенапряжения в сетях с изолированной нейтралью
Рис. 2.7. Схема замещения для анализа феррорезонансных перенапряжений в сети с изолированной нейтралью
Феррорезонансные перенапряжения представляют серьезную опасность для электроустановок сетей 6-35 кВ. Эта опасность возрастает под влиянием следующих факторов: в связи с искусственным поддерживанием повышенного значения напряжения в сети в целях обеспечения компенсации потери напряжения; с увеличением количества сезонных трансформаторных нагрузок, а следовательно слабо нагруженных трансформаторов. Использование в магнитной системе трансформаторов 6-35 кВ материалов с улучшенными характеристиками приводит к увеличению индуктивности и шунтирующей емкости трансформаторов, а следовательно, вероятности возникновения феррорезонанса.
В сетях с изолированной нейтралью феррорезонанс может развиваться в полнофазных режимах работы сети при наличии индуктивности с насыщающимся сердечником, включенной параллельно фазной емкости сети на землю. Такой индуктивностью часто оказывается обмотка трансформатора напряжения. Однако наиболее вероятной схемой для развития феррорезонанса являются неполнофазные режимы. В зависимости от параметров резонансных контуров феррорезонансные перенапряжения могут возникать на основной частоте, высших гармониках и субгармониках. Как показывают результаты многочисленных исследований и опыт эксплуатации промышленных сетей, значительные феррорезонансные перенапряжения возникают главным образом на промышленной частоте.
В сетях 6-10 кВ наблюдались случаи очень быстрого повреждения трансформаторов напряжения (ТН) контроля изоляции. Через доли минуты после возникновения однофазного замыкания сети на землю ТН начинал дымить и выходил из строя. Такие случаи наблюдаются при обрывах и падениях проводов и других несимметричных режимах в сети. Вскрытие поврежденных ТН выявляло обугливание изоляции обмотки высокого напряжения одной из фаз. Такие повреждения возможны только при четырехкратном непрерывном перевозбуждении трансформатора, что характерно для феррорезонансных процессов.
В сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью создаются условия для возникновения феррорезонанса между емкостью сети и индуктивностью ненагруженных трансформаторов различного вида.
Рис. 2.8. Схемы трех вариантов обрыва проводов, когда потребительский трансформатор 6-10/0,4 кВ оказывается в режиме феррорезонансного преобразователя: а - обрыв фазы А и ее заземление со стороны потребителя; б - обрыв фазы А без заземления провода; в - обрыв фазы А и ее заземление со стороны источника
Индуктивность
питающего сеть трансформатора
зашунтирована сетью высшего напряжения
(35 или 110 кВ) и не может вступать в
феррорезонанс с емкостью сети 6-10 кВ.
Трансформаторы напряжения маломощны
и не могут создавать феррорезонанс с
большими емкостями разветвленной сети.
Резонировать с емкостями линий в
разветвленной сети с током замыкания
на землю в несколько ампер ( С
=
0,5-5 мкФ ) могут только силовые понижающие
трансформаторы 6-10/0,4 кВ мощностью до
630-1000 кВА. Они имеют трехстержневой
магнитопровод и изолированную нейтраль
обмотки высокого напряжения.
Однофазное питание силовых трансформаторов в сети 6-10 кВ может быть при обрывах проводов, перегорании плавких вставок в предохранителях, неполнофазном включении разъединителей и выключателей, а образующиеся при этом варианты схем часто являются разновидностью феррорезонансного преобразователя.
Uэ=1,5Uф – наиболее распространенный случай в сетях с изолированной нейтралью, так что разрядники и ОПН в этом случае не помогут. Поэтому либо вообще не допускать такого случая (программные мероприятия), либо добавить активное сопротивление. Реле нужно в тех случаях, когда нельзя работать без разомкнутого трансформатора.
В настоящее время добавляют в нейтраль резистор, и характеристика принимает вид (рис. 2.9):
Рис.2.9. Влияние активного сопротивления на феррорезонанс
Вопросы для самопроверки:
Что означает понятие «феррорезонанс»?
Назовите необходимые и достаточные условия возникновения феррорезонансных перенапряжений.
Задание на самостоятельную работу.