Расчёты условий возникновения феррорезонанса для различных схем и компоновок РУ 330-500 кВ. Рекомендации по компоновке схем ОРУ для снижения влияния феррорезонанса
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ В(Н) И ВЕБЕР-АМПЕРНОЙ ¥(I) ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНДУКТИВНОСТИ НАМАГНИЧИВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ 6
2 ОБЩАЯ СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТА ФЕРРОРЕЗОНАНСА.
РАСЧЁТ ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В РУ 330-500 КВ.... 12
2.1 Составление схемы замещения и уравнений, описывающих схему 12
2.2 Расчёт схемы замещения для типовых РУ 330 кВ 13
2.3 Расчёт схемы замещения для типовых РУ 500 кВ 30
3 ВЛИЯНИЕ ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ (МУРЗ) ... 49
3.1 Влияние перенапряжений на МУРЗ. Способы защиты МУРЗ от
перенапряжений 49
3.2 Влияние на МУРЗ гармоник в измеряемом токе и напряжении 50
3.3 Рекомендации для предотвращения феррорезонансных процессов в
РУ 330-500 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
Надёжное электроснабжение потребителей требует необходимости исследования режимов работы электрических систем, приводящих к повреждению электрооборудования и недоотпуску электроэнергии, с целью разработки мероприятий по их предупреждению и предотвращению. Одной из главных причин возникновения таких режимов являются феррорезонансные перенапряжения.
Феррорезонансные перенапряжения возникают в электрических сетях при оперативных переключениях, неполнофазных включениях, перемежающихся дуговых замыканиях на землю при взаимодействии нелинейных индуктивностей намагничивания магнитопроводов трансформаторов с ёмкостями электрооборудования электрических систем. При феррорезонансе возникают длительные перенапряжения на шинах распределительных устройств, опасные для разрядников и ОПН, и токовые перегрузки обмоток трансформаторов напряжения.
Феррорезонанс проявляется как в сетях 6-35 кВ, так и в сетях 110-500 кВ. Наиболее опасным является феррорезонанс в сетях 110-500 кВ. Он протекает в схемах при отключении воздушными или элегазовыми выключателями, содержащими ёмкостные делители напряжения, секций шин с электромагнитными ТН.
Возникновение и протекание феррорезонансных перенапряжений определяется параметрами феррорезонансных схем: параметрами воздушных линий, набором и характеристиками электрического оборудования станций и подстанций. Для исследования протекания процессов в феррорезонансных схемах актуальной является задача анализа влияния параметров расчётных феррорезонансных схем на характер переходных процессов и величин перенапряжений и токовых перегрузок.
Для описания феррорезонансных процессов с нелинейными элементами в электрических схемах и составления расчетных схем замещения необходимо использовать ряд допущений, так как невозможно рассматривать все факторы, влияющие на процесс. Принятые допущения заключаются в следующем:
- распределенные активные сопротивления, индуктивности, емкости электрооборудования считаются линейными элементами и рассматриваются как сосредоточенные параметры;
- обмотка высшего напряжения (ВН) трансформатора напряжения может быть замещена эквивалентной схемой, состоящей из нелинейного элемента, определяющего связь между потокосцеплением и током, и постоянного активного сопротивления, заменяющего тепловые потери в меди обмотки.
- потери на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводах трансформаторов напряжения не учитываются.
В выпускной квалификационной научной работе были рассмотрены различные компоновки схем РУ 330-500 на наличие условий возникновения феррорезонанса.
Для расчёта феррорезонансных процессов была произведена аппроксимация стали магнитопровода трансформатора напряжения НКФ методом гиперболического синуса. Был произведён расчёт феррорезонансных процессов в схемах РУ 330-500 в среде MathCad. После расчёта было выяснено, что наиболее неблагоприятной схемой, с точки зрения токовых перегрузок ТН, является схема 330 -15 (500-15). В данной схеме ток через обмотку ВН трансформатора напряжения при феррорезонансе превышал номинальный ток ТН в 5000 раз.
Были даны рекомендации по предупреждению феррорезонанса в сетях высокого напряжения. Также было отмечено воздействие перенапряжений, вызванных феррорезонансом, на современные микропроцессорные устройства релейной защиты (МУРЗ). Благодаря высокой чувствительности и малой термической и электродинамической стойкости элементов МУРЗ, перенапряжения пагубно сказываются на нормальной работе данных устройств.
Можно сказать, что феррорезонансные перенапряжения являются нежелательным процессом для некоторых устройств и оборудования той или иной схемы. Но в настоящее время феррорезонансные явления в сетях высокого напряжения довольно хорошо изучены и разработано много методов и способов борьбы с ними.
