Оценка термической стойкости трансформатора напряжения при броске тока намагничивания, вызванного однофазным замыканием на землю
Ключевые слова:
распределительная сеть, резистивно-заземленная нейтраль, трансформатор напряжения, однофазное замыкание на землю, феррорезонанс, бросок тока намагничивания, термическая стойкость
Аннотация
В статье оценивается термическая стойкость трансформаторов напряжения при бросках тока намагничивания при однофазном замыкании на землю в распределительных сетях с резистивно-заземленной нейтралью. Исследования проводятся в двух коммутационных состояниях: нормальном и при обрыве в цепи резистора заземления нейтрали. Описан процесс разработки и верификации расчетных моделей незаземляемых (НОЛ-20) и заземляемых (ЗНОЛП-20) трансформаторов напряжения на основе математических моделей, учитывающих частные-динамические петли и предельную петлю гистерезиса. Для оценки термической стойкости трансформаторов напряжения использовался интеграл Джоуля броска тока намагничивания. Предельно-допустимое значение интеграла Джоуля принималось по односекундному короткому замыкания вторичной обмотки согласно требованиям ГОСТ 1983. Проанализировано влияние ёмкостных токов, нагрузки трансформатора и переходного сопротивления в месте замыкания. Определены расчетные условия, при которых значение интеграла Джоуля напряжения достигает предельно-допустимого значения. Представлены предельно-допустимые продолжительности феррорезонансных бросков тока намагничивания. Даны рекомендации по снижению рисков повреждения трансформатора напряжения.
Литература
1. Зихерман М.Х. Трансформаторы напряжения для сетей 6–10 кВ. Причины повреждаемости. – Новости Электротехники, 2003, № 1(25).
2. Ширковец А.И. Классификация замыканий на землю и оценка устойчивости сети к феррорезонансу на основе результатов регистрации аварийных событий. – Релейная защита и автоматизация, 2013, № 3(12), с. 26–30.
3. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Лаптев О.И. Электрооборудование высокого напряжения нового поколения: основные характеристики и электромагнитные. Новосибирск: НГТУ, 2008, 342 с.
4. СТО 56947007-29.240.10.191-2014. Методические указания по защите от резонансных повышений напряжения в электроустановках 6–750 кВ. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2014, 33 с.
5. Ибадуллаев М., Товбаев А.Н., Есенбеков А.Ж. К общей теории анализа субгармонических колебаний в трехфазных феррорезонансных цепях и системах. – Электричество, 2021, № 12, с. 35–44.
6. Ширковец А.И., Колупаев М.В. Повреждение трансформаторов напряжения до 35 кВ с литой изоляцией и снижение рисков их отказа в эксплуатации. – Релейная защита и автоматизация, 2022, № 2(47), с. 34–45.
7. Эткинд Л.Л. Нельзя заставлять трансформаторы напряжения влиять на режим работы сети. Необходимо радикально решить проблему режима заземления нейтрали в сетях 3–35кВ. [Электрон. ресурс], URL: https://www.cztt.ru/articles/nelzya-zastavlyat-transformatory-napryazheniya-vliyat-na-rezhim-raboty-seti/ (дата обращения 05.05.2024).
8. Альбеков В.Х. Причины выхода из строя предохранителей на измерительных трансформаторах напряжения [Электрон. ресурс], URL: https://www.ntzv.ru/article-8 (дата обращения 05.05.2024)
9. ГОСТ 1983-2015. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2016, 40 с,
10. ПНСТ 319-2018. Трансформаторы измерительные. Ч. 3. Технические условия на индуктивные трансформаторы напряжения. М.: Стандартинформ, 2018, 24 с,
11. ГОСТ IEC 61869-3-2012. Трансформаторы измерительные. Ч. 3. Дополнительные требования к индуктивным трансформаторам напряжения. М.: Стандартинформ, 2019, 23 с.
12. Паспорт НОЛ-СЭЩ-20 0РТ.486.019.ПС [Электрон. ресурс], URL: https://www.elec.ru/files/2019/01/15/ТИ_0РТ.135.005_ЗНОЛ_НОЛ-СЭЩ_6102035.pdf (Дата обращения 05.05.2024).
13. Паспорт ЗНОЛП-20 0.НТЗ.486.015 ПС [Электрон. ресурс], URL: https://intzv.ru/wp-content/uploads/re/0.ntz.142.015-re-znol(p)-ntz-20.pdf (дата обращения 05.05.2024).
14. Диаграммы магнитных свойств. Каталог продукции, 2023 [Электрон. ресурс], URL: https://goes.nlmk.shop/upload/sprint.editor/979/nptk4ckf6uwg1dypqrroeto9t4dys9wb.pdf (дата обращения 05.05.2024).
15. Халилов Ф.Х. и др. Защита сетей 6–35 кВ от перенапряжений. СПб.: Энергоатомиздат, 2002, 260 с.
#
1. Ziherman M.H. Novosti Elektrotekhniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2003, No. 1(25).
2. Shirkovets A.I. Releynaya zashchita i avtomatizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2013, No. 3(12), pp. 26–30.
3. Kadomskaya K.P., Lavrov Yu.A., Laptev O.I. Elektrooborudovanie vysokogo napryazheniya novogo pokoleniya: osnovnye harakteristiki i elektromagnitnye (New Generation High Voltage Electrical Equipment: Main Characteristics and Electromagnetic). Novosibirsk: NGTU, 2008, 342 p.
4. SТО 56947007-29.240.10.191-2014. Metodicheskie ukaza-niya po zashchite ot rezonansnyh povysheniy napryazheniya v elektro-ustanovkah 6–750 kV (Methodological Guidelines for Protection Against Resonant Voltage Increases in Electrical Installations 6–750 kV). M.: OAO «FSK EES», 2014, 33 p.
5. Ibadullaev M., Tovbaev A.N., Esenbekov A.Zh. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 12, pp. 35–44.
6. Shirkovets A.I., Kolupaev M.V. Releynaya zashchita i avto-matizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2022, No. 2(47), pp. 34–45.
7. Etkind L.L. [Electron. resource], URL: https://www.cztt.ru/articles/nelzya-zastavlyat-transformatory-napryazheniya-vliyat-na-rezhim-raboty-seti/ (Date of appeal 05.05.2024).
8. Al'bekov V.H. [Electron. resource], URL: https://www.ntzv.ru/article-8 (Date of appeal 05.05.2024)
9. GОSТ 1983-2015. Transformatory napryazheniya. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Voltage Transformers. General Specifications). M.: Standartinform, 2016, 40 p.
10. PNSТ 319-2018. Transformatory izmeritel'nye. Ch. 3. Tekhnicheskie usloviya na induktivnye transformatory napryazheniya (Instrument Transformers. Part 3. Requirements for Inductive Voltage Transformers). М.: Standartinform, 2018, 24 p.
11. GОSТ IEC 61869-3-2012. Transformatory izmeritel'nye. Ch. 3. Dopolnitel'nye trebovaniya k induktivnym transformatoram na-pryazheniya (Instrument Transformers. Part 3. Additional Requirements for Inductive Voltage Transformers). М.: Standartinform, 2019, 23 p.
12. Pasport NOL-SESHCH-20 [Electron. resource], URL: https://www.elec.ru/files/2019/01/15/ТИ_0РТ.135.005_ЗНОЛ_НОЛ-СЭЩ_6102035.pdf (Date of appeal 05.05.2024).
13. Pasport ZNOLP-20 [Electron. resource], URL: https://intzv.ru/wp-content/uploads/re/0.ntz.142.015-re-znol(p)-ntz-20.pdf (Date of appeal 05.05.2024).
14. Katalog produktsii (Product Catalog), 2023 [Electron. resource], URL: https://goes.nlmk.shop/upload/sprint.editor/979/nptk4ckf6uwg1dypqrroeto9t4dys9wb.pdf (Date of appeal 05.05.2024).
15. Halilov F.H. et al. Zashchita setey 6–35 kV ot perenapryazhe-niy (Protection of 6-35 kV Networks from Overvoltage). SPb.: Energoatomizdat, 2002, 260 p.
2. Ширковец А.И. Классификация замыканий на землю и оценка устойчивости сети к феррорезонансу на основе результатов регистрации аварийных событий. – Релейная защита и автоматизация, 2013, № 3(12), с. 26–30.
3. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Лаптев О.И. Электрооборудование высокого напряжения нового поколения: основные характеристики и электромагнитные. Новосибирск: НГТУ, 2008, 342 с.
4. СТО 56947007-29.240.10.191-2014. Методические указания по защите от резонансных повышений напряжения в электроустановках 6–750 кВ. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2014, 33 с.
5. Ибадуллаев М., Товбаев А.Н., Есенбеков А.Ж. К общей теории анализа субгармонических колебаний в трехфазных феррорезонансных цепях и системах. – Электричество, 2021, № 12, с. 35–44.
6. Ширковец А.И., Колупаев М.В. Повреждение трансформаторов напряжения до 35 кВ с литой изоляцией и снижение рисков их отказа в эксплуатации. – Релейная защита и автоматизация, 2022, № 2(47), с. 34–45.
7. Эткинд Л.Л. Нельзя заставлять трансформаторы напряжения влиять на режим работы сети. Необходимо радикально решить проблему режима заземления нейтрали в сетях 3–35кВ. [Электрон. ресурс], URL: https://www.cztt.ru/articles/nelzya-zastavlyat-transformatory-napryazheniya-vliyat-na-rezhim-raboty-seti/ (дата обращения 05.05.2024).
8. Альбеков В.Х. Причины выхода из строя предохранителей на измерительных трансформаторах напряжения [Электрон. ресурс], URL: https://www.ntzv.ru/article-8 (дата обращения 05.05.2024)
9. ГОСТ 1983-2015. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2016, 40 с,
10. ПНСТ 319-2018. Трансформаторы измерительные. Ч. 3. Технические условия на индуктивные трансформаторы напряжения. М.: Стандартинформ, 2018, 24 с,
11. ГОСТ IEC 61869-3-2012. Трансформаторы измерительные. Ч. 3. Дополнительные требования к индуктивным трансформаторам напряжения. М.: Стандартинформ, 2019, 23 с.
12. Паспорт НОЛ-СЭЩ-20 0РТ.486.019.ПС [Электрон. ресурс], URL: https://www.elec.ru/files/2019/01/15/ТИ_0РТ.135.005_ЗНОЛ_НОЛ-СЭЩ_6102035.pdf (Дата обращения 05.05.2024).
13. Паспорт ЗНОЛП-20 0.НТЗ.486.015 ПС [Электрон. ресурс], URL: https://intzv.ru/wp-content/uploads/re/0.ntz.142.015-re-znol(p)-ntz-20.pdf (дата обращения 05.05.2024).
14. Диаграммы магнитных свойств. Каталог продукции, 2023 [Электрон. ресурс], URL: https://goes.nlmk.shop/upload/sprint.editor/979/nptk4ckf6uwg1dypqrroeto9t4dys9wb.pdf (дата обращения 05.05.2024).
15. Халилов Ф.Х. и др. Защита сетей 6–35 кВ от перенапряжений. СПб.: Энергоатомиздат, 2002, 260 с.
#
1. Ziherman M.H. Novosti Elektrotekhniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2003, No. 1(25).
2. Shirkovets A.I. Releynaya zashchita i avtomatizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2013, No. 3(12), pp. 26–30.
3. Kadomskaya K.P., Lavrov Yu.A., Laptev O.I. Elektrooborudovanie vysokogo napryazheniya novogo pokoleniya: osnovnye harakteristiki i elektromagnitnye (New Generation High Voltage Electrical Equipment: Main Characteristics and Electromagnetic). Novosibirsk: NGTU, 2008, 342 p.
4. SТО 56947007-29.240.10.191-2014. Metodicheskie ukaza-niya po zashchite ot rezonansnyh povysheniy napryazheniya v elektro-ustanovkah 6–750 kV (Methodological Guidelines for Protection Against Resonant Voltage Increases in Electrical Installations 6–750 kV). M.: OAO «FSK EES», 2014, 33 p.
5. Ibadullaev M., Tovbaev A.N., Esenbekov A.Zh. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 12, pp. 35–44.
6. Shirkovets A.I., Kolupaev M.V. Releynaya zashchita i avto-matizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2022, No. 2(47), pp. 34–45.
7. Etkind L.L. [Electron. resource], URL: https://www.cztt.ru/articles/nelzya-zastavlyat-transformatory-napryazheniya-vliyat-na-rezhim-raboty-seti/ (Date of appeal 05.05.2024).
8. Al'bekov V.H. [Electron. resource], URL: https://www.ntzv.ru/article-8 (Date of appeal 05.05.2024)
9. GОSТ 1983-2015. Transformatory napryazheniya. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Voltage Transformers. General Specifications). M.: Standartinform, 2016, 40 p.
10. PNSТ 319-2018. Transformatory izmeritel'nye. Ch. 3. Tekhnicheskie usloviya na induktivnye transformatory napryazheniya (Instrument Transformers. Part 3. Requirements for Inductive Voltage Transformers). М.: Standartinform, 2018, 24 p.
11. GОSТ IEC 61869-3-2012. Transformatory izmeritel'nye. Ch. 3. Dopolnitel'nye trebovaniya k induktivnym transformatoram na-pryazheniya (Instrument Transformers. Part 3. Additional Requirements for Inductive Voltage Transformers). М.: Standartinform, 2019, 23 p.
12. Pasport NOL-SESHCH-20 [Electron. resource], URL: https://www.elec.ru/files/2019/01/15/ТИ_0РТ.135.005_ЗНОЛ_НОЛ-СЭЩ_6102035.pdf (Date of appeal 05.05.2024).
13. Pasport ZNOLP-20 [Electron. resource], URL: https://intzv.ru/wp-content/uploads/re/0.ntz.142.015-re-znol(p)-ntz-20.pdf (Date of appeal 05.05.2024).
14. Katalog produktsii (Product Catalog), 2023 [Electron. resource], URL: https://goes.nlmk.shop/upload/sprint.editor/979/nptk4ckf6uwg1dypqrroeto9t4dys9wb.pdf (Date of appeal 05.05.2024).
15. Halilov F.H. et al. Zashchita setey 6–35 kV ot perenapryazhe-niy (Protection of 6-35 kV Networks from Overvoltage). SPb.: Energoatomizdat, 2002, 260 p.
