автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Исследование повреждаемости электромагнитных трансформаторов напряжения, разработка способов и технических средств их защиты в распредустройствах 110-750 КВ

8 ОЛ

^ ч г: ¡] /

На правах рукописи УДК 621.316.9.

МАКСИМОВ Владимир Михайлович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ, РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИХ ЗАЩИТЫ В РАСПРЕДУСТРОЙСТВАХ 110-750 КВ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими '

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 1997

Работа выполнена в

РАО "Единая энергосистема России"

Научный руководитель - кандидат технических наук

И.А. Ефремов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

К.П. Кадомская; кандидат технических наук Е. А. Смирнов

Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский

институт энергетики ■

Зашита диссертации состоится '"26 "дусбрсчл 1997г. в (С часов на заседании специализированного Совета К.063.39.05 при Новосибирском государственном техническом университете.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке уехнического университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенной подписью просим направить по адресу: 630092 г.Новосибирск-92, пр. К. Маркса. 20. НГТУ.

Автореферат разослан "15 1997г.

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.н.. доцент . В.Е. Гдазырин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Повышение надежности электроснабжения потребителей электроэнергии, сохранение параллельной работы объединенных энергосистем (ОХ) Единой энергосистемы России (ЕЭС России) и эффективность ее функционирования б значительной степени зависят от надежной эксплуатации электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН). которые установлены в узловых точках электроустановок (на шинах распределительных устройств и системообразующих линиях электропередачи). Электромагнитные ТН классов 110 гБ и выше не имеют со стороны высшего напряжения ВН собственных устройств защиты при повреждениях. При каждом повреждении ТН, сопровождающемся перекрытием главной изоляции на землю, или витковом замыкании в обмотке с последующим перекрытием на землю, возникающее к. э. отключается большим количеством выключателей, коммутирующих присоединения соответствующей системы шин. Вероятность отказа какого-либо из отключающихся при этом выключателей весьма высока и, как следствие, может произойти отключение второй системы шин с "погашением" подстанции.

Аналогичный процесс в ТН, подключенном непосредственно к ЛЭП, приводит к "разрыву" транзита мощности и "может привести к нарушению устойчивости параллельной работы частей ЕЭС России.

Положение в энергосистемах утяжеляется при повреждениях ТН в условиях ремонтной схемы электроустановки, например, при выведенной в.ремонт системе шин, когда все присоединения переведены на другую систему шин.

Анализ опыта эксплуатации электроустановок классов напряжений 110 кВ и выше показывает, что без применения специальных организационных и технических мероприятий,' специальных устройств предотвращения или подавления феррорезснансных процессов в распределительных устройствах (РУ) с электромагнитными ТН не представляется возможным в настоящее время и в обозримом будущем устранить основную прпчину повреждения ТН.

Приведенные утверждения базируются на следующих посылках: - выпускаемые в настоящее время воздушные, маломасляные выключатели (££0 кВ на токи отключения 40 кВ и более), элегазо-вые выключатели и их' перспективные образин укомплектовываются емкостными делителями напряжения с величинами емкостей, приводя-

щими к феррорезонансным явлениям в цепях с электромагнитными ТН;

- создание абсолютно "нерезонирующих" ТН является весьма проблематичным и дорогим мероприятием;

- схемы РУ являются относительно "консервативными";

- применение элегазоЕых КРУЭ не решает проблемы, так как феррорезонанс возникает и в этих схемах;

- применение емкостных ТН ь РУ ограничено по условию организации надежного и достоверного учета электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении;

- импортные ТН электромагнитного и емкостного типа имеют, в основном, те же характеристики, что и их российские аналоги;

- создание ТН на класс напряжении 7С0 кВ электромагнитного типа может привести к феррорезонансу и в этих сетях.

Повреждения ТН классов напряжения 110 кВ и выше являются довольно частым явлением и исследование причин повреждений, раз-•работка способов и технических средств минимизации их отказов в работе являются актуальной задачей.

Наличие в РУ электромагнитного Til требует оценки совмести ■ мости его установки с такими аппаратами, как нелинейный ограничитель перенапряжений (ОНИ) и выключатель с емкостным делителем напряжения.

Цели и задачи диссертационной работы. Целями настоящей работы являются:

- повышение надежности РУ электросетей напряжением 110 кВ и выше с заземленной нейтралью за счет исключения повреждений ТН и связанных с ними отключений системы шин (секций), Л'иП и другого электротехнического оборудования; ■

- обеспечение правильности действия АНВ шин и безопасности работы эксплуатационного персонала при обслуживании электротех-ническного оборудования.

Для достижения этих целей были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ 'отраслевой статистики о повреждаемости ТН с выявлением и обоснованием основной причины повреждении;

- аналитические и экспериментальные исследования ферроре:,о-нансных явлений в электросетях;

- разработка и апробирование способов и средств нол;и.лепнл феррорезонанса в РУ 110 кВ и выше с электромагнитными ТН;

4

- разработка основных технических требований на опытный образец устройства выявления и подавления феррорезонанса;

- исследование причин системных аварий в связи с несинхронным включением межсистемных ЛЭП в режиме АПВ при наличии электромагнитных ГН в РУ;

- разработка программы для расчета феррорезонансного переходного процесса в РУ с электромагнитными ТН с учетом работы ОПН.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Основная причина повреждений ТН электромагнитного типа в РУ классов напряжения 110 кВ и выше - феррорезонансные явления.

2. Результаты исследований феррорезонансных явлений, позволившие разработать способы и технические средства защиты от феррорезонансных повыиений напряжения в РУ 110 кВ и выше с электромагнитными ТН.

3. Основные технические требования на опытный образец устройства выявления и подавления феррорезонанса.

4. Возможность использования искусственного возбуждения феррорезонанса в РУ 110 кВ и выше для испытания ТН и другого электротехнического оборудования повышенным напряжением в эксплуатационных условиях.

Методика исследований. Исследования выполнены с помощью расчетов на ЭВМ и с помощью экспериментов в электросетях. При расчетах на ЭВМ использовались специальные программы, моделирующие переходные' процессы в схемах РУ, содержащих электромагнитные ТН и выключатели с емкостными делителями напряжения. Экспериментальные исследования выполнены в электросетях ПЭО Смоленскэнерго и Азглавэнерго.

Научная новизна работы.

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований выявлено, что причиной повреждения ТН РУ после отключения присоединений от шин являются феррорезонансные явления вследствие насыщения стали электромагнитных ТН.

2. Установлена причина неправильного действия автоматики АПВ шин при восстановлении нормальной схемы РУ после автоматического отключения системы шин или секции шин, заключающаяся в нарушении алгоритма действия устройства АПВ шин из-за появления в режиме феррорезонанса значительного угла сдвига между вектором

напряжения на выходе. Т11 и вектором эквивалентной ЭДС примыкающей сети.

3. На основе теоретических исследований установлены области существования феррорезонанса напряжений на частоте 50 Гц в схемах с электромагнитными ТН для сетей.110-500 кВ в зависимости от эквивалентной ЭДС системы. Определены области применения методов предотвращения и подавления феррорезонанса: исключение образования феррорезонансного контура, расстройка феррорезонансного контура, снижение добротности этого контура, применение средств предотвращения феррорезонанса.

<1. Разработаны новые технические решения схем коммутации балластной резисторной нагрузки ТН на основе электронной техники для подавления и предотвращения повторного возникновения феррорезонанса.

Практическая ценность и внедрение результатов работы. Раз -■работало и реализовало новое устройство выявления и подавления феррорезонанса на Сазе современных средсть микроэлектроники и силовой электроники, позволяющие ускорить и повысить надежность выявления и подавления феррорезонанса. Проведены испытания опытного образца устройства.

Рекомендованы схемы и компоновки РУ. исключающие возможность образования феррорезонансного контура, рекомендованы методы и средства расстройки феррорезонансного контура и понижения его добротности.

Разработаны отраслевые Методические указания по предотвращению феррорезонанса в РУ 110-500 кБ с электромагнитными ГН и выключателями с емкостными делителями напряжения.

Реализация результатов работы осуществлена ь энергосистемах и энергообъединениях России и страд СНГ.

Апробация работы.

1. Рекомендации, изложенные в Методических указаниях по предотвращению феррорезонанса в РУ 110-500 кВ, прошли апробацию и ими руководствуются во всех энергосистемах России и СНГ.

2. Действует решение N Э-7/78 от 05.04.78г. Глаьтехуправле-ния Минэнерго СССР "О внесении дополнений в Типовую инструкцию по производству переключений в электрических рагпредустройстЕ ах электрических станций и подстанций", в котором отражен порядок переключений, исключающий возникновение феррорезонанса. Решение

6

разработано на основе исследований автора настоящей работы.

3. Разработаны технические требования - на ОКР аналого-цифрового устройства выявления и подавления феррорезонанса, по которым в 1994г. выпущено опытное устройство на заводе "Преобразователь" (г.Запорожье).

4. С участием автора настоящей работы с учетом результатов его исследований скорректированы принципиальные схемы электрических распредустройств 35-750 кВ подстанций.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа выполнена на 122 страницах машинописного текста, иллюстрируется 19 рисунками и 4 таблицами. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 60 наименований и 4-х приложений.

Во введении рассмотрены современное состояние и актуальность проблемы, сформулирована цель исследования.

В первом разделе приведена статистика повреждений электромагнитных ТН в РУ 110-500 кВ и проанализированы причины повреждений ТН, характер и последствия этих повреждений, показано, что значительная часть этих повреждений происходит из-за феррорезонансных перенапряжений в схемач, содержащих электромагнитные ТН и выключатели, оборудованные емкостными делителями напряжений.

Во втором разделе рассматривается физическая картина феррорезонанса в электрических сетях, анализируются методы расчета феррорезонансных процессов. В разделе проанализированы исследования феррорезонансных явлений в электросетях, выполненные другими авторами, а также предложенные ими способы предотвращения или подавления феррорезонанса. Дан краткий обзор публикаций автора настоящей диссертационной работы.

В третьем разделе излагаются способы и средства защиты от феррорезонансных повышений напряжения. Рассмотрены схемные реше-' ния, исключающие феррорезонанс. На основе проведенных исследований предложено устройство выявления и подавления феррорезонанса на базе современной электроники в двух вариантах: с использованием балластного резистора и с подключением постороннего источника напряжения к ТН для размагничивания его сердечника.

В четвертом разделе анализируется ошибочная работа автоматики АПВ шин в условиях феррорезонанса из-за появления значительного сдвига фаз медду вектором напряжения ТН и вектором эк-

вивалентной ЭДС в схеме замещения РУ.

Дани рекомендации по предотвращению нарушений работы автоматики АШ шин РУ.

В заключении сформулированы основные выводы по работе. .

В приложениях приведены программы расчета феррорезонансных перенапряжений в схемах РУ с электромагнитным ТН, справочные данные. по значениям емкостей оборудования распредустройств 110-500 кВ, протокол объектовых испытаний устройства по выявлению и подавлению феррорезонанса.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ повреждаемости электромагнитных ТН в РУ 110-500 кВ.

Трансформаторы напряжения, являясь датчиками информации об уровне и угле напряжения в первичной электрической цепи, устанавливаются, в основном, в узловых точках распределительных устройств электростанций и подстанций. Поэтому к ним предъявляются повышенные требования по надежности. Однако повреждаемость трансформаторов напряжения до настоящего времени все еще высока. В таблице 1 приводится количество поврежденных трансформаторов напряжения по данным энергосистем и среднее значение повреждаемости в процентах от количества установленных ТИ.

Таблица 1.

Повреждаемость ТН по данным энергосистем.

1 | Период, 1 годы Количество поврежденных ТН по классам 1 напряжения, кВ|

6-Ю I 1 I 15-35 | 1 110 |. 1 220 | 1 230 | 1 500 |

11967-85 11939-91 451 данных нет 1 1 1 615 | I данных | I нет | | 1 1 237 | 1 143 | | 1 104 | 1 69 | 1 42 | 1 24 I 44 | 43 |

¡на 1.01. I 95г. 1 Среднее значение повреждаемости ТН, X

0.05 | 1 | 0.075 | | | 1 0.074 | | 1 0.18 | 1 т 0.27 | О.СО |

Анализ данных за 1967-1905г.г. и 1989-1994г.г. позволил выявить повреждаемость электромагнитных ТН из-за возникновения ФРП в распредустройствах по классам напряжения: 110 кВ - 3 фазы, 154 кВ - С фазы, 220 кВ - 28 фаз, 330 кВ - 2 фазы, 500 кВ - 2 фазы.

На увеличение повреждаемости электромагнитных ТН 110-500 кВ в значительной степени повлиял ввод в эксплуатацию выключателей 110-500 кВ с емкостными делителями напряжения. Наибольшее количество повреждений из-за возникновения феррорезонансных процессов (ФРП) приходится на ТН 220 кВ вследствие того, что электрическая сеть 220 кВ оснащена большим количеством выключателей типа ВВВ и ВМТ, оснащенных емкостными делителями напряжения.

Процесс повреждения электромагнитного ТН начинается с момента отключения от питающей сети шин РУ или узлового присоединения с ТН выключателями, оснащенными делителями напряжения. При возникновении феррорезонанса ток в обмотке ВН трансформатора напряжения возрастает до нескольких ампер, фазное напряжение повышается до 1.3-1.6 и®. При протекании повышенного тока в обмотке ВН в течение 3-20 мин. возникают витковые замыкания вследствие перегрева, витковые замыкания изменяют индуктивность ТН, феррорезонансный контур расстраивается и снижается напряжение на ТН. Внешние признаки повреждения ТН при этом не наблюдаются.

После подачи рабочего напряжения на ТН через несколько минут происходит его взрыв с возгоранием. Типовые принципиальные электрические схемы РУ 110-500 кВ, содержащие узел' или систему шин с выключателями, оснащенными делителями напряжения, нередко образуют'резонансные контуры, в которых возникает-феррорезонанс на частоте 50 Гц, как наиболее опасный для ТН. Это обстоятельство необходимо учитывать при пересмотре типовых схем электрических станций и подстанций.

Аналитические и экспериментальные исследования феррорезонансных явлений в электрических сетях.

Для получения достоверной картины феррорезонансных явлений в электрических сетях необходим тщательный анализ исследуемой исходной схемы, ее параметров, обоснование допущений при преобразовании исходной схемы.в эквивалентную схему замещения.

Практически все. неполнофазные режимы при исследовании феррорезонансных процессов могут быть приведены к однофазной.схеме,

9

а эта однофазная схема, ь свою очередь, путем элементарных эквивалентных преобразований приводится к схеме последовательной резонансной- цепи (рис.1.а).

Кривая намагничивания силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения аппроксимируется степенным полиномом вида:

1 - а И" | а.^'3 » аьФс > ... <П

Часто применяемая для расчетов на вычислительных машинах кусочно-линейная аппроксимация при ее реализ:иши связана с определенными трудностями. Итерационная "обработка" точек сопряжения участков при кусочно-линейной аппроксимации связана с оольшой затратой машинного времени и не всегда обеспечивает требуемую сходимость. Поэтому для моделирования нелинейностеи целесообразно использовать сплайн-интерполяцию, обеспечивающую наилучшее • приближение.

Автором применена сплайн-интерполяции также для моделирования ограничителя перс-напрялеиий ЮПН) при исследовании его работы в условиях феррорезонансных перенапряжений в электрических сетях высокого напряжения.

Рис.1. Схемы замещении РУ дли игсдгдоЕашм 1РП. 10

При исследовании феррорезонансных явлений прежде всего необходимо выявить возможность возникновения феррорезонансных колебаний для рассматриваемой схемы. Для решения этой задачи рассматриваемая схема электросети приводится к двухконтурной схеме замещения (рис.1.6), где Св - суммарная емкость делителей напряжения выключателей, Сш - суммарная емкость шин и электрооборудования относительно земли. Двухконтурная схема замещения приводится к схеме последовательной резонансной цепи (рис.1.а), где

Сэ -- Св ♦ Сш, Еэ = Ец-Св/(Св + Сш),

Еи - напряжение на системе шин РУ после отключения ее от питающей сети. Для этой схемы рассчитывались при вариации параметров схемы повышения напряжения при возникновении феррорезонанса и определялись области существования феррорезонанса в РУ 110-500 кВ с электромагнитными ТН. Эти области для РУ 220-500 кВ в координатах С-,. Еэ приведены на рис.2.

Способы и средства защиты от феррорезонансных повышений напряжения.

На основе анализа ФРП в электросетях 110-500 кВ автором предлагаются следующие способы предупреждения возникновения и подавления феррорезонанса в РУ 110-500 кВ:

1. Выбор схем электрических соединений РУ 110-500 кВ, в которых возникновение феррорезонанса с электромагнитными ТН исключено.

2. Применение выключателей без емкостных делителей напряжения.

3. Увеличение емкости системы шин путем подключения к ним батарей конденсаторов связи.

4. Изменение порядка ведения оперативных переключений по сравнению с типовым.

5. Выбор порядка коммутаций в схеме РУ при действии релейных защит:

• - запрет отключения одной из Л'ЗП при действии защиты шин;

•• запрет отключения автотрансформатора или трансформатора с заземленной нейтралью от защиты шин со стороны системы шин с не-отключившшся присоединением;

Es

En

о«

0.5 04

0.3 0.2 0.1

НКФ-330

НКФ-500

1 Щ Щ ш ж

1 ш '/М '4'Л Ш

у/ у/ i щ т.

№ V г/ щ УУ'Л i

y/h /У'/> Y/// ф, ш

т

-10 3 пв>

б С.

6 С,

Pite. 2. Области сущеетеоеании феррорезомаиса напряжений ма частоте 50 Гц qpti наибольшем рабочем напряжена в ОРУ 220-500 кВ

- отключение одной из питающих линий, имеющей быстродействующую высокочастотную защиту, с' противоположного конца при действии защиты шин;

- снятие защиты АГО шин при действии залиты шин;

- ввод в действие АГО шин (в тех случаях, когда оно до этого не было задействовано).

6. Применение емкостных ТН типа НДЕ вместо электромагнитных ТН типа НКФ.

Автором настоящей работы также предложено разделить питание цепей релейной защиты и цепей измерения за счет установки на каждой системе шин двух ТН, что позволяет дополнительно изменить параметры системы шин в схеме замещения.

В работе исследованы следующие способы подавления ферроре-зонанса:

- подключение балластной нагрузки;

- подключение к вторичной обмотке ТН постороннего источника переменного напряжения через согласующий трансформатор.

Исследованиями установлено, что заблаговременное включение резистора с большим значением сопротивления исключает возникновение феррорезонанса, но применение такой меры невозможно по.условиям работы релейной защиты. Включение же резистора с сопротивлением 0.2 Ом для гашения уже возникшего феррорезонанса не влияет на работу релейной защиты.

Положительный результат был получен и при подавлении феррорезонанса (предложение автора) путем размагничивания сердечника ТН с помощью постороннего источника питания с переменным напряжением частотой 50 Гц. В качестве такого источника могут быть использованы шины собственных нужд электростанции или подстанции.

Численные расчеты ФРП и процесса подавления феррорезонанса как с помощью балластных сопротивлений, так и с использованием постороннего источника питания проверялись на физической модели и в натурных условиях. Эти проверки качественно подтвердили результаты численного анализа.

На основании результатов этих исследований были составлены технические требования на устройство подавления феррорезонанса, с соблюдением которых были разработаны релейное и электронное устройство подавления феррорезонанса, каждое из них с блоком

13

балластного резистора или с возможностью подключения постороннего источника переменного напряжения.

Релейное устройство (рис.3) содержит логический блок (выводы 3,4) и нагрузочный блок (выводы 1,2). При возникновении фер-рорезонанса логический блок включает резистор с сопротивлением 0.2 Ом. Затем параллельно резистору И подключается резистор 1?2 с сопротивлением 0.8 Ом с помощью блока автономного управления резистором 1?2.

После подавления феррорезонанса снижается напряжение на резисторе И1. На определенное время остается подключенным к ето-ричной обмотке ТН только резистор

Электронное аналого-цифровое устройство выявления и подавления феррорезонанса имеет такой же алгоритм действия, как и релейное устройство.

В настоящее время выпускается устройство фиксации и подавления феррорезонанса, в котором для размагничивания сердечника ТН используется напряжение 0.4 кВ от собственных нужд подстанций или электростанций. Принципиальная схема устройства представлена на рис.4.

Устройство содержит двухобмоточный согласующий трансформатор 3, первичная обмотка которого включается на напряжение 0.4 кВ от трансформатора собственных нужд (еыводы 4,5), а вторичная обмотка при возникновении феррорезонанса подключается электронным коммутатором 6, управляемым блоком 9, к вторичной обмотке ТН (выводы 1,2). Блок управления.9 срабатывает от сигнала датчика феррорезонанса 7. При включении коммутатора 6 от сети собственных нужд на Еторичную обмотку ТН подается напряжение, находящееся вследствие феррорезонанса в протиЕоФазе с напряжением шин РУ. Это приводит к подавлению феррорезонанса и изменению фазы напряжения на шинах. Несмотря на отсутствие феррорезонанса, электронный коммутатор 6 остается включенным, поскольку на датчике уроЕ-ня напряжения 8 напряжение остается меньше уставки. Это исключает повторное возникновение феррорезонанса после срыва.

На основе анализа результатов проведенных исследований наиболее предпочтительным представляется способ подавления феррорезонанса путем размагничивания сердечника ТН с помощью постороннего источника питания. Описанный выше .электронный прибор (рис.4| рекомендуется к внедрению в энергосистемы России.

14

Рис.Г.. Электрическая схема устройства фиксации и подавления феррорезонанса.

1Г1

1

2

Рис.4. Принципиальная схема устройства фиксации и подавления феррорезонанса.

Исследования показывают, что применение ОПН для ограничения перенапряжений в РУ 110-500 кВ, где возможно возникновение фер-рорезонанса, делает обязательным применение специальных мероприятий или устройств для его подавления в целях предотвращения повреждения самих ОПН.

Побочные результаты работы■'

Известно, что АПВ шин и ВЛ РУ может осуществляться с учетом одного из трех признаков: отсутствия напряжения, наличия напряжения, наличия напряжения и синхронизма.

Рассмотрим действие АПВ шин РУ при возникновении к.з. на системе шин РУ и отключении этой системы шин дифференциальной защитой шин для схемы рис.5. В случае возникновения феррорезонанса с электромагнитным ТН на рассматриваемой системе шин устанавливается напряжение йс с частотой, отличной от 50 Гц. Если со стороны ВЛ1 напряжение иИст.1 имеет такую же частоту, могут возникнуть условия синхронизма и выключатель 01 включается от авто-

10

Рис.5. К анализу действия АПВ шин и ВЛ в РУ с электромагнитным ТН.

матики АПВ с контролем синхронизма. Второй выключатель 02 включается от автоматики АПВ с контролем наличия напряжения на системе шин и подключает к системе шин напряжение иИст с частотой 50 Гц. В результате возникает асинхронный режим с последующим делением энергосистемы, реализуемым автоматикой соответствующего вида. Поэтому для обеспечения правильности работы АПВ РУ должно быть введено в эксплуатацию устройство фиксации феррорезонанса и блокировка АПВ ВЛ при наличии феррорезонанса. '

Наиболее простым и радикальным мероприятием по предотвращению несинхронного включения частей энергосистемы при АПВ является требование проверки синхронизма на контактах всех выключателей, замыкающих соответствующие связи на параллельную работу, что в настоящее время никакими документами и нормами не регламентируется и не реализуется.

Автором диссертационной работы предлагается использование искусственного возбуждения феррорезонанса в РУ 110 кВ и выше для испытания ТН и другого электротехнического оборудования повышен-

17

ным напряжением в эксплуатационных условиях. Это позволит осуществить задачу наиболее полного и быстрого выявления дефектов изоляции. При этом возможно ступенчатое регулирование напряжения на комплексе эксплуатируемого оборудования за счет количества отключенных выключателей или же за счет изменения степени размагничивания стали ТН от устройства подавления феррорезонанса, введя в его схему регулирующий элемент.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Проведен анализ статистики повреждений электромагнитных ТН 110-750 кВ, который показал, что значительную их часть составляют повреждения вследствие феррорезонансных процессов в схемах РУ с выключателями, имеющими емкостные делители напряжения.

2. Изучены физические аспекты ФРП в РУ 110-750 кВ с электромагнитными ТН и выключателями с емкостными делителями напряжения. Рассмотрены аналитические и численные методы расчета ФРП. Разработан алгоритм, . реализованный в виде программы расчета ФРП на ПЭВМ.

3. Определены области существования феррорезонанса в РУ 110-500 кВ для использования их эксплуатационным персоналом в энергосистемах.

4. Предложены основные способы предупреждения и подавления феррорезонанса в РУ 110 кВ и выше:

- организационно-технические мероприятия, связанные с изменением последовательности, переключений;

- расстройка феррорезонансного контура или увеличение активных потерь в нем;

- размагничивание трансформатора напряжения, входящего в феррорезонанс.

5. Разработаны отраслевые технические требования на устройство выявления и подавления ФРП и переданы для опытно-конструкторской разработки. Головные образцы устройства прошли объектовые испытания в энергосистемах Украины и России. Способ и схема устройства защищены авторским свидетельством.

Автором была также предложена идея размагничивания сердечника ТН с использованием постороннего источника переменного напряжения для подавления феррорезонанса. реализованная в одном из

18

вариантов соответствующего устройства.

6. Установлена возможность нарушения устойчивости параллельной работы двух питающих систем после АПВ ВЛ на шины,исходной причиной которого является возникновение феррорезонанса на отключенной системе шин.' Рекомендован способ предотвращения такого нарушения с использованием устройства фиксации феррорезонанса. В качестве радикальной меры рекомендуется контроль синхронизма при включении всех присоединений на параллельную работу.

7. Установлена возможность испытания повышенным напряжением электротехнического оборудования РУ с электромагнитными ТН путем искусственного возбуждения управляемого феррорезонансного процесса.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Павлов В.И., Максимов В.М.. Феррорезонанс в электрических сетях с заземленной нейтралью. - Электрические станции, 1975, N 1, С. 78-80.

2. Зихерман М.Х., Максимов В.М, Определение возможности возникновения феррорезонанса в ОРУ 220-500 кВ электростанций и подстанций энергосистем. Экспресс-информация. Серия: Эксплуатация и ремонт электрических сетей. Вып. 1. - М.: Информэнерго, 1979.

3. Глебов Э.С., Андрианов В.П., Фуфурин Н.П., Максимов В.М. Эксплуатация оборудования подстанций 500 кВ. - М.: Энергия, 1974, с.71-80.

4. Гашимов а.М., Джуварлы Ч.М., Дмитриев Е. В., Максимов В.М., Садыхов Б.М. Применение сплайн-интерполяции для моделирования ограничителей перенапряжений. - Доклады Академии наук Азербайджанской ССР, 1985, N 5, с. 24-27.

5. Антипов K.M. 'Максимо^В.М., Шур С.С., Джуварлы Ч.М., Дмитриев Е.В., Гашимов A.M., Шидловский A.K., Кузнецов В.Г., Магда И.И. Методические указания по предотвращению феррорезонанса в распределительных устройствах 110-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, содержащими емкостные делители напряжения. МУ 34-70-163-87. - М.: СПО Союзте-хэнерго, 1987, с. 36.

6. Решение ВНЮ1ГПЭ N 4488603/24-07 от 23.04.90. М. Кл. H02J

19

3/00, Н02Н 9/04. Распределительное устройство.

6. Беленький Л.С., Белоус Б.П., Вынаев В.Д., Жаров В.П., Иванов B.C., Королев С.Г., Максимов В.М. и др. Пособие для изучения Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей. Разделы 6, 7. - М.: Энергия, 1979, с. 219-236.

7. W.N. Nlkiforowa, W.M. Walow, W.M. Maximov. Erarbeitung eines Systems fur die Überwachung der Elektroenergiequalitat In elektrischen Netzen. 28. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium.24. Oktober bis 28 Oktober 1983. - Heinerdruck Ilmenau, 1983, s. 267-271.

8. V.M. Maksimov. Jakost dodavane elektrike energie. Сборник: Jakost dodavane elektrike energie. - Brno, 17.-18. listopa-du 1981, 149-168.

9. Никифорова B.H., Максимов В.М., Царева Н.П. Методы контроля и анализа качества электрической энергии в электрических сетях. - Электрические станции, 19S4, с. 53-57.

10. Антипов K.M., Джуварлы Ч.М., Кузнецов В.Г., Магда И.И., Максимов В.М. Устройство выявления и подавления феррорезонанса трансформаторов напряжения. - Сборник статей Института физики Академии наук Азербайджанской республики. - Баку.: Элм, 1991.

11. Авторское свидетельство N 1786972 "Распределительное устройство", 1992. Максимов В.М. в соавторстве.

12. Гашумов A.M., Колодеева И.Е., . Кузнецов В.Г., Максимов В.М., Шидловсикй А.К. Устройства выявления и подавления феррорезонанса с трансформаторами напряжения 110-500 кВ. - Сборник статей по электрофизике и электроэнергетике. Выпуск 4. . - Баку.: Элм, 1994, с. 102-109.

13. Антипов K.M., Джуварлы Ч.М., Дмитриев Е.В.., Кузнецов В.Г., Магда И.И., Максимов В.М., Молчанов В.Н., Тугай Ю.И., Шид-ловский А.К. Руководящие указания по предотвращению феррорезонанса в распределительных устройствах 110-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения и выключателями, содержащими емкостные делители напрядекияю. - Киев: УНПО "Энергопрогресс", 1995. с. 34.