Підвищення надійності роботи трансформаторів напруги в електричних мережах з ізольованою нейтралью - Автореферат

Одним з найбільш вразливих елементів в електричних мережах (ЕМ) з ізольованою нейтраллю є трансформатори напруги (ТН), які використовуються в схемах контролю ізоляції, релейного захисту та обліку електричної енергії. Застосування цих заходів дозволило підвищити надійність експлуатації трансформаторів напруги на окремих ділянках мереж напругою110/35/10 КВ, але повною мірою задачу підвищення надійності роботи електричних мереж не вирішено. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: - вперше встановлено явище зміни характеристик намагнічення трансформаторів напруги в процесі їх експлуатації, врахування якого дало змогу виявити можливі причини виникнення ферорезонансних процесів та визначити шляхи зниження їх впливу, і на цій основі забезпечити підвищення надійності роботи трансформаторів напруги в електричних мережах з ізольованою нейтралью; вперше на основі натурних досліджень процесів у діючих електричних мережах двох ступенів номінальних напруг з трансформаторами напруги експериментально підтверджено, що головною причиною пошкодження трансформаторів напруги в електричних мережах з ізольованою нейтраллю є виникнення ферорезонансних процесів у них, що дало змогу визначити область застосування методів та способів захисту трансформаторів напруги, що пройшли відновлювальний ремонт, від пошкоджень у процесі експлуатації. Запропоновані способи подавлення ферорезонансних процесів в електричних мережах з трансформаторами напруги засновані на зміні величини активного опору в їх вторинних колах або зміні ємності електричної мережі, що підвищують надійність роботи як трансформаторів напруги, так і електричних мереж з ізольованою нейтраллю в цілому.Розглянуто умови, за яких в ЕМ з ізольованою нейтраллю виникають внутрішні перенапруги та пошкоджуються ТН. У першому розділі за результатами аналізу відомих публікацій: - визначено, що найнебезпечнішими для ТН є внутрішні перенапруги в електричних мережах з ізольованою нейтраллю, що мають місце під час дугових однофазних замикань на землю (ОЗЗ); встановлені основні причини відмов ТН, а саме індуктивний опір обмоток ТН має величину, за якої можливе явище резонансу з ємністю електричної мережі, підключеної до тих самих секцій шин, що й трансформатори напруги; ТН є єдиним елементом електричної мережі з ізольованою нейтраллю, що має безпосередній звязок із землею; Залежності, які описуються поліномами третього, пятого і сьомого ступеня, мають екстремуми й додаткові нульові точки, що призводить до появи похибок, повязаних з відхиленнями цих залежностей від реальних кривих.У дисертаційній роботі на основі теоретичних та експериментальних досліджень вирішена важлива науково-практична задача підвищення надійності роботи трансформаторів напруги у складі розподільчих електричних мереж 6(10)-35 КВ за рахунок виявлення причин виникнення ферорезонансних процесів у трансформаторах напруги, їх попередження й усунення, чим забезпечується поліпшення експлуатаційних показників розподільчих електричних мереж. Узагальнено умови й причини виникнення резонансних процесів в електричних мережах з ізольованою нейтраллю, причини пошкоджуваності трансформаторів напруги 6(10)-35 КВ. Показано, що існуючі заходи та засоби підвищення надійності роботи трансформаторів напруги в електричних мережах з ізольованою нейтраллю є недостатньо ефективними, особливо з точки зору захисту їх від пошкодження ферорезонансними процесами через неврахування магнітних характеристик трансформаторів напруги; На основі даних експериментальних досліджень встановлено явище зміни характеристик намагнічування трансформаторів напруги в процесі їх експлуатації та в результаті проведення відновлювальних ремонтів, що викликає зниження надійності роботи електричних мереж через розширення зони незгасаючих ферорезонансних процесів. Отримала подальший розвиток математична модель електромережі з трансформаторами напруги, яка враховує зміни магнітних характеристик ТН і дозволяє уточнити діапазони параметрів, за яких виникають ферорезонансні процеси, й завдяки цьому запропонувати умови надійної роботи трансформаторів напруги в електричних мережах.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі на основі теоретичних та експериментальних досліджень вирішена важлива науково-практична задача підвищення надійності роботи трансформаторів напруги у складі розподільчих електричних мереж 6(10)-35 КВ за рахунок виявлення причин виникнення ферорезонансних процесів у трансформаторах напруги, їх попередження й усунення, чим забезпечується поліпшення експлуатаційних показників розподільчих електричних мереж.

Основні наукові та практичні результати дисертації полягають у наступному: електричний ферорезонансний трансформатор

1. Узагальнено умови й причини виникнення резонансних процесів в електричних мережах з ізольованою нейтраллю, причини пошкоджуваності трансформаторів напруги 6(10)-35 КВ. Показано, що існуючі заходи та засоби підвищення надійності роботи трансформаторів напруги в електричних мережах з ізольованою нейтраллю є недостатньо ефективними, особливо з точки зору захисту їх від пошкодження ферорезонансними процесами через неврахування магнітних характеристик трансформаторів напруги;

2. На основі даних експериментальних досліджень встановлено явище зміни характеристик намагнічування трансформаторів напруги в процесі їх експлуатації та в результаті проведення відновлювальних ремонтів, що викликає зниження надійності роботи електричних мереж через розширення зони незгасаючих ферорезонансних процесів. Встановлено, що нахил і точки перегину магнітних характеристик трансформаторів напруги залежать від кількості пошкоджень та терміну їх експлуатації;

3. Отримала подальший розвиток математична модель електромережі з трансформаторами напруги, яка враховує зміни магнітних характеристик ТН і дозволяє уточнити діапазони параметрів, за яких виникають ферорезонансні процеси, й завдяки цьому запропонувати умови надійної роботи трансформаторів напруги в електричних мережах. Врахування змін магнітних характеристик трансформаторів напруги дало змогу уточнити межі областей згасаючого й незгасаючого ферорезонансних процесів;

4. Достовірність теоретичних результатів було підтверджено експериментально на фізичній та натурній моделях діючих електричних мереж дослідженнями перехідних процесів під час заземлення однієї з фаз. Співпадання результатів натурних і лабораторних досліджень для різних конструкцій ТН з результатами математичного моделювання підтвердило теоретичні висновки дисертаційної роботи;

5. Теоретичне значення проведених досліджень полягає в подальшому розвитку теорії електричних мереж за рахунок уточнення процесів у них при зміні параметрів трансформаторів напруги та самих електромереж;

6. Отримані результати мають таке практичне значення: - розроблено та впроваджено рекомендації щодо вибору трансформаторів напруги для електричних мереж з ізольованою нейтралью;

- запропоновано заходи і засоби недопущення пошкоджень трансформаторів напруги під час ферорезонансних процесів;

- запропоновані рекомендації, заходи і засоби сприятимуть підвищенню надійності роботи електричних мереж 6(10)-35 КВ в цілому.

8. Використання отриманих результатів при практичній експлуатації розподільчих електричних мереж з номінальною напругою 6(10)-35 КВ дозволило знизити кількість пошкоджень ТН в АК “Харківобленерго” за останні пять років майже в 2,5 рази та підвищити на 15% надійність роботи електричних мереж, що підтверджено відповідними статистичними даними.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Говоров Ф.П., Ганус А.И., Старков К.А. Надежность трансформаторов напряжения 6-10 КВ и эффективность мероприятий по ее обеспечению // Технічна електродинаміка. - Київ: ІЕД НАН України. - 2004. - Ч. 3, Тем. вип. - С. 45-48.

2. Ганус О.І., Старков К.О. Технологічні порушення як непрямий критерій надійності обладнання електричних мереж АК “Харківобленерго” // Новини енергетики. - Київ, 2004. - №9. - С. 18-21.

3. Говоров Ф.П., Ганус А.И., Старков К.А. Исследование нестационарных процессов в распределительных электрических сетях 6(10)-35 КВ с целью выявления причин повреждения трансформаторов напряжения 6(10)-35 КВ // Технічна електродинаміка. - Київ: ІЕД НАН України. - 2005. - Ч. 4, Тем. вип. - С. 104-109.

4. Говоров Ф.П., Ганус А.И., Старков К.А. Влияние дрейфа магнитных характеристик трансформаторов напряжения 6(10) КВ на характер протекания феррорезонансных процессов // Технічна електродинаміка. - Київ: ІЕД НАН України. - 2006. - Ч. 5, Тем. вип. - С. 94-99.

5. Ганус А.И., Старков К.А. Влияние условий переходных процессов в электрических сетях 6-10 КВ на характер повреждений трансформаторов напряжения // Енергетика та електрифікація. - Київ, 2006. - №2. - С. 5-12.

6. Ганус А.И. Экспериментальное определение границ областей возможных затухающего и незатухающего феррорезонансных процессов в электрических сетях с изолированной нейтралью с трансформаторами напряжения // Світлотехніка та електроенергетика. - Харків: ХНАМГ. - 2006. - №7-8.

7. Говоров П.П., Ганус О.І., Перепечений В.О. Оптимізація схем та параметрів систем електропостачання міст // Технічна електродинаміка. - Київ: ІЕД НАН України. - 2007. - Ч. 4, Тем. вип. - С. 93-100.

8. Говоров Ф.П., Засидкович Н.Р., Ганус А.И., Старков К.А. Исследование феррорезонансных процессов в электрических сетях 6 - 35 КВ с трансформаторами напряжения // Новини енергетики. - Київ, 2007. - №10. - С. 14-21.

9. Ганус А.И., Говоров Ф.П., Старков К.А. Влияние условий переходных процессов в электрических сетях 6-10 КВ на характер повреждений трансформаторов напряжения // Электрика. - Москва, 2006. - №5. - С. 28-31.

Размещено на .ru