Перенапряжения на изоляции нейтрали сухих трансформаторов при импульсных испытаниях
Ключевые слова:
сухие силовые трансформаторы, грозовые перенапряжения, частотная характеристика, перенапряжение на изоляции нейтрали
Аннотация
Для силовых трансформаторов, предназначенных для работы в распределительных сетях с изолированной нейтралью, действующая нормативная документация устанавливает испытания импульсной прочности изоляции обмоток со схемой соединения звезда без выведенной нейтрали путем приложения импульса напряжения к трем соединенным вместе линейным выводам. При этом на невыведенной нейтрали наводится напряжение, которое может превышать приложенное напряжение, что необходимо учитывать на стадии проектирования трансформаторов при выборе их изоляции. В статье представлены результаты измерений переходного напряжения на изоляции нейтрали сухих трансформаторов мощностью 40–630 кВ·А классов напряжения 6–35 кВ при подаче полного грозового и коммутационного импульса напряжения на один и три соединенных вместе линейных вывода. Рассмотрены возможные мероприятия по устранению опасных перенапряжений на изоляции нейтрали обмотки высшего напряжения сухих трансформаторов.
Литература
1. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы. 6-е и 7-е издания. М.: Эксмо-Пресс, 2023, 512 с.
2. Телегин А.В., Ширковец А.И. Проблематика замыканий на землю и режим заземления нейтрали в сетях среднего напряжения стран Европы и Америки. – Релейная защита и автоматизация, 2012, № 3(8), с. 30–39.
3. Назарычев А.Н., Титенков С.С., Пугачев А.А. Комплексные инновационные решения по заземлению нейтрали в сетях 6–35 кВ. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2016, № 3(36), с. 40–47.
4. Майоров А.В., Ширковец А.И., Валов В.Н. Режим нейтрали и организация релейной защиты от замыканий на землю в сети 20 кВ. – Релейная защита и автоматизация, 2016, № 3(24), с. 21–28.
5. Ширковец А.И., Хадыев И.Г., Кудряшов Д.С. О переводе сетей 6–10 кВ горных и металлургических предприятий на режим эксплуатации с резистивно-заземленной нейтралью. – Безопасность труда в промышленности, 2016, № 1, с. 18–25.
6. Кучумов Л.А. и др. Опыт эксплуатации резистивного заземления нейтрали сети 10 кВ на ПС «Петродворец» и экспериментальное исследование токов однофазного замыкания на землю. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2017, № 6(45), с. 78–84.
7. Castro A., Zaninelli D. Introduction of Current Limiting Impedance for a Previously Solid Grounded Medium Voltage Distribution Network. – IEEE Milan PowerTech, 2019, DOI: 10.1109/PTC.2019.8810860.
8. Сапожников А.В. Уровни изоляции электрооборудования высоковольтного напряжения. М.: Энергия, 1969, 296 с.
9. Богатенков И.М. и др. Техника высоких напряжений / под ред. Г.С. Кучинского. СПб.: Энергоатомиздат, 2003, 608 с.
10. ГОСТ 11920-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения напряжением до 35 кВ включительно. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1985, 39 c.
11. ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Издательство стандартов, 1998, 54 с.
12. ГОСТ Р 55195–2012. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 48 с.
13. ГОСТ Р 56738–2015. Трансформаторы силовые и реакторы. Требования и методы испытаний электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2016, 84 с.
14. Золотых А.Г., Халилов Ф.Х. Выбор ограничителей перенапряжений для защиты нейтрали силовых трансформаторов 6–35 кВ. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2013, № 4(19), с. 72–79.
15. Золотых А.Г., Халилов Ф.Х. Требования к защитным аппаратам нейтрали силовых трансформаторов 6–35 кВ. – Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2013, № 2(171), с. 95–101.
16. Еремич Я.Э. и др. Защита нейтрали трансформаторов 6–35 кВ. –Труды Кольского научного центра РАН, 2016, № 1(35), с. 37–47.
17. ГОСТ 1516.2–97. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. М.: Издательство стандартов, 1998, 35 с.
18. ГОСТ Р 55194–2012. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 94 с.
19. Ларин В.С., Данишина А.А., Свиридов М.А. Электрическая прочность макета воздушно-барьерной главной изоляции обмоток сухого трансформатора при воздействии напряжения полного грозового импульса. – Электричество, 2016, № 10, с. 24–27.
#
1. Pravila ustroystva elektroustanovok. Vse deystvuyushchie razdely. 6-e i 7-e izdaniya (Rules for the Installation of Electrical Installations. All Valid Sections. 6th and 7th Editions). M.: Eksmo-Press, 2023, 512 p.
2. Telegin A.V., Shirkovets A.I. Releynaya zashchita i avtomatizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2012, No. 3(8), pp. 30–39.
3. Nazarychev A.N., Titenkov S.S., Pugachev А.А. Elektroener-giya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2016, No. 3(36), pp. 40–47.
4. Mayorov A.V., Shirkovets A.I., Valov V.N. Releynaya zashchita i avtomatizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2016, No. 3(24), pp. 21–28.
5. Shirkovets A.I., Khadyev I.G., Kudryashov D.S. Bezopasnost' truda v promyshlennosti – in Russ. (Occupational Safety in Industry), 2016, No. 1, pp. 18–25.
6. Kuchumov L.А. et al. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2017, No. 6(45), pp. 78–84.
7. Castro A., Zaninelli D. Introduction of Current Limiting Impedance for a Previously Solid Grounded Medium Voltage Distribution Network. – IEEE Milan PowerTech, 2019, DOI: 10.1109/PTC.2019.8810860.
8. Sapozhnikov А.V. Urovni izolyatsii elektrooborudovaniya vysokovol'tnogo napryazheniya (Insulation Levels of High Voltage Electrical Equipment). M.: Energiya, 1969, 296 p.
9. Bogatenkov I.М. et al. Tekhnika vysokikh napryazheniy (High Voltage Engineering) / By Ed. G.S. Kuchinsky. SPb.: Energoatomizdat, 2003, 608 p.
10. GOST 11920-85. Transformatory silovye maslyanye obshchego naznacheniya napryazheniem do 35 KV vklyuchitel'no. Tekhnicheskie usloviya (General-Purpose Oil Power Transfomers to 35 kV Including. Specifications). M.: Izdatel'stvo standartov, 1985, 39 p.
11. GOST 1516.3-96. Elektrooborudovanie peremennogo toka na napryazheniya ot 1 do 750 KV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment for А. С. Voltages from 1 to 750 kV. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). М.: Izdatel'stvo standartov, 1998, 54 p.
12. GOST R 55195–2012. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazheniya ot 1 do 750 kV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A. C. Voltages from 1 up to 750 kV. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). M.: Standartinform, 2014, 48 p.
13. GOST R 56738–2015. Transformatory silovye i reaktory. Trebovaniya i metody ispytaniy elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Power Transformers and Reactors. Requirements and Methods for Dielectric Tests). М.: Standartinform, 2016, 84 p.
14. Zolotykh A.G., Khalilov F.Kh. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2013, No. 4(19), pp. 72–79.
15. Zolotykh A.G., Khalilov F.Kh. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of the St. Petersburg State Polytechnic University), 2013, No. 2(171), pp. 95–101.
16. Eremich Ya.E. et al. Trudy Kol'skogo nauchnogo tsentra RAN – in Russ. (Proceedings of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences), 2016, No. 1(35), pp. 37–47.
17. GOST 1516.2–97. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazhenie 3 kV i vyshe. Obshchie metody ispytaniy elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A. C. Voltages 3 kV and Higher. General Methods of Dielectric Tests). M.: Izdatel'stvo standartov, 1998, 35 p.
18. GOST R 55194–2012. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazhenie ot 1 do 750 kV. Obshchie metody ispytaniy elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installation for A. C. Voltages from 1 to 750 kV. General Methods of Dielectric Tests). M.: Standartinform, 2014, 94 p.
19. Larin V.S., Danishina A.A., Sviridov M.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2016, No. 10, pp. 24–27.
2. Телегин А.В., Ширковец А.И. Проблематика замыканий на землю и режим заземления нейтрали в сетях среднего напряжения стран Европы и Америки. – Релейная защита и автоматизация, 2012, № 3(8), с. 30–39.
3. Назарычев А.Н., Титенков С.С., Пугачев А.А. Комплексные инновационные решения по заземлению нейтрали в сетях 6–35 кВ. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2016, № 3(36), с. 40–47.
4. Майоров А.В., Ширковец А.И., Валов В.Н. Режим нейтрали и организация релейной защиты от замыканий на землю в сети 20 кВ. – Релейная защита и автоматизация, 2016, № 3(24), с. 21–28.
5. Ширковец А.И., Хадыев И.Г., Кудряшов Д.С. О переводе сетей 6–10 кВ горных и металлургических предприятий на режим эксплуатации с резистивно-заземленной нейтралью. – Безопасность труда в промышленности, 2016, № 1, с. 18–25.
6. Кучумов Л.А. и др. Опыт эксплуатации резистивного заземления нейтрали сети 10 кВ на ПС «Петродворец» и экспериментальное исследование токов однофазного замыкания на землю. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2017, № 6(45), с. 78–84.
7. Castro A., Zaninelli D. Introduction of Current Limiting Impedance for a Previously Solid Grounded Medium Voltage Distribution Network. – IEEE Milan PowerTech, 2019, DOI: 10.1109/PTC.2019.8810860.
8. Сапожников А.В. Уровни изоляции электрооборудования высоковольтного напряжения. М.: Энергия, 1969, 296 с.
9. Богатенков И.М. и др. Техника высоких напряжений / под ред. Г.С. Кучинского. СПб.: Энергоатомиздат, 2003, 608 с.
10. ГОСТ 11920-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения напряжением до 35 кВ включительно. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1985, 39 c.
11. ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Издательство стандартов, 1998, 54 с.
12. ГОСТ Р 55195–2012. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 48 с.
13. ГОСТ Р 56738–2015. Трансформаторы силовые и реакторы. Требования и методы испытаний электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2016, 84 с.
14. Золотых А.Г., Халилов Ф.Х. Выбор ограничителей перенапряжений для защиты нейтрали силовых трансформаторов 6–35 кВ. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2013, № 4(19), с. 72–79.
15. Золотых А.Г., Халилов Ф.Х. Требования к защитным аппаратам нейтрали силовых трансформаторов 6–35 кВ. – Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2013, № 2(171), с. 95–101.
16. Еремич Я.Э. и др. Защита нейтрали трансформаторов 6–35 кВ. –Труды Кольского научного центра РАН, 2016, № 1(35), с. 37–47.
17. ГОСТ 1516.2–97. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. М.: Издательство стандартов, 1998, 35 с.
18. ГОСТ Р 55194–2012. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. М.: Стандартинформ, 2014, 94 с.
19. Ларин В.С., Данишина А.А., Свиридов М.А. Электрическая прочность макета воздушно-барьерной главной изоляции обмоток сухого трансформатора при воздействии напряжения полного грозового импульса. – Электричество, 2016, № 10, с. 24–27.
#
1. Pravila ustroystva elektroustanovok. Vse deystvuyushchie razdely. 6-e i 7-e izdaniya (Rules for the Installation of Electrical Installations. All Valid Sections. 6th and 7th Editions). M.: Eksmo-Press, 2023, 512 p.
2. Telegin A.V., Shirkovets A.I. Releynaya zashchita i avtomatizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2012, No. 3(8), pp. 30–39.
3. Nazarychev A.N., Titenkov S.S., Pugachev А.А. Elektroener-giya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2016, No. 3(36), pp. 40–47.
4. Mayorov A.V., Shirkovets A.I., Valov V.N. Releynaya zashchita i avtomatizatsiya – in Russ. (Relay Protection and Automation), 2016, No. 3(24), pp. 21–28.
5. Shirkovets A.I., Khadyev I.G., Kudryashov D.S. Bezopasnost' truda v promyshlennosti – in Russ. (Occupational Safety in Industry), 2016, No. 1, pp. 18–25.
6. Kuchumov L.А. et al. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2017, No. 6(45), pp. 78–84.
7. Castro A., Zaninelli D. Introduction of Current Limiting Impedance for a Previously Solid Grounded Medium Voltage Distribution Network. – IEEE Milan PowerTech, 2019, DOI: 10.1109/PTC.2019.8810860.
8. Sapozhnikov А.V. Urovni izolyatsii elektrooborudovaniya vysokovol'tnogo napryazheniya (Insulation Levels of High Voltage Electrical Equipment). M.: Energiya, 1969, 296 p.
9. Bogatenkov I.М. et al. Tekhnika vysokikh napryazheniy (High Voltage Engineering) / By Ed. G.S. Kuchinsky. SPb.: Energoatomizdat, 2003, 608 p.
10. GOST 11920-85. Transformatory silovye maslyanye obshchego naznacheniya napryazheniem do 35 KV vklyuchitel'no. Tekhnicheskie usloviya (General-Purpose Oil Power Transfomers to 35 kV Including. Specifications). M.: Izdatel'stvo standartov, 1985, 39 p.
11. GOST 1516.3-96. Elektrooborudovanie peremennogo toka na napryazheniya ot 1 do 750 KV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment for А. С. Voltages from 1 to 750 kV. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). М.: Izdatel'stvo standartov, 1998, 54 p.
12. GOST R 55195–2012. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazheniya ot 1 do 750 kV. Trebovaniya k elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A. C. Voltages from 1 up to 750 kV. Requirements for Dielectric Strength of Insulation). M.: Standartinform, 2014, 48 p.
13. GOST R 56738–2015. Transformatory silovye i reaktory. Trebovaniya i metody ispytaniy elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Power Transformers and Reactors. Requirements and Methods for Dielectric Tests). М.: Standartinform, 2016, 84 p.
14. Zolotykh A.G., Khalilov F.Kh. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electric Power. Transmission and Distribution), 2013, No. 4(19), pp. 72–79.
15. Zolotykh A.G., Khalilov F.Kh. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of the St. Petersburg State Polytechnic University), 2013, No. 2(171), pp. 95–101.
16. Eremich Ya.E. et al. Trudy Kol'skogo nauchnogo tsentra RAN – in Russ. (Proceedings of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences), 2016, No. 1(35), pp. 37–47.
17. GOST 1516.2–97. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazhenie 3 kV i vyshe. Obshchie metody ispytaniy elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installations for A. C. Voltages 3 kV and Higher. General Methods of Dielectric Tests). M.: Izdatel'stvo standartov, 1998, 35 p.
18. GOST R 55194–2012. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napryazhenie ot 1 do 750 kV. Obshchie metody ispytaniy elektricheskoy prochnosti izolyatsii (Electrical Equipment and Installation for A. C. Voltages from 1 to 750 kV. General Methods of Dielectric Tests). M.: Standartinform, 2014, 94 p.
19. Larin V.S., Danishina A.A., Sviridov M.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2016, No. 10, pp. 24–27.
