УДК 621.316

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА НЕЙТРАЛИ СИСТЕМЫ НА ВНУТРЕННИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮ

Стрижова Татьяна Анатольевна1, Наталенко Ирина Владимировна2
1Национальный минерально-сырьевой университет "Горный", доцент, кандидат технических наук
2Национальный минерально-сырьевой университет "Горный", студентка

Аннотация
В статье проводятся результаты исследований влияний режима нейтрали заземления на внутренние перенапряжения ПС-500/220/110 кВ "Вятка".

Ключевые слова: внешние перенапряжения, внутренние перенапряжения, коммутационные перенапряжения, подстанция, режим нейтрали, система заземления, статистическое имитационное моделирование


ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF THE NEUTRAL POINT CONNECTION SYSTEM ON THE INTERNAL OVERVOLTAGE DURING EARTH FAULT

Strizhova Tatiana Anatolievna1, Natalenko Irina Vladimirovna2
1National Mineral Resources University (Mining University), associate Professor, candidate of technical Sciences
2National Mineral Resources University (Mining University), student

Abstract
The article illustrates the results of the studies influences mode of a neutral grounding on internal overvoltage PS-500/220/110 kV "Vyatka".

Библиографическая ссылка на статью:
Стрижова Т.А., Наталенко И.В. Анализ влияния режима нейтрали системы на внутренние перенапряжения при замыкании на землю // Современная техника и технологии. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/10/8045 (дата обращения: 27.05.2017).

Внутренние перенапряжения непосредственно определяются номинальным напряжением  и их абсолютные значения растут с ростом номинального напряжения. При номинальном напряжении 400 кВ и выше внутренние перенапряжения начинают играть решающую роль при определении уровня изоляции систем, особенно перенапряжения при включении линий. Именно поэтому такое внимание уделяется возможности предсказать значения внутренних перенапряжений  еще на стадии проектирования подстанции, чтобы можно было принять меры к ограничению их амплитуд и обоснованно выбрать минимально возможный уровень изоляции.

При расчетах перенапряжений при включении линий элементы схемы подразделяются на два вида: с сосредоточенными параметрами (например трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы) и элементы с распределенными параметрами (воздушные  и кабельные линии). При коммутациях перечисленные элементы подвергаются воздействию токов и напряжений с частотой 50 Гц -100 кГц.  При таком широком диапазоне изменения частоты параметры элементов электропередачи и пути возврата тока через землю не остаются постоянными. При расчете желательно учесть нелинейность характеристик элементов (при срабатывании разрядников или ограничителей перенапряжений, дуги в выключателе, насыщении магнитопроводов трансформаторов). На практике такой метод не так легко разработать. Необходимо оценить точность исходных данных и их достаточность.

Оценка опасности перенапряжений в электрических системах традиционно проводилась  на анализаторе переходных процессов. Методы анализа на имитационной модели с помощью компьютера дополняют практические данные анализатора.

При выполнении проекта ПС-500/220/110 кв “Вятка” выполнялась оценка внутренних перенапряжений подстанции с помощью имитационного моделирования. При моделировании использовались элементы нечеткой логики, которые позволили компенсировать проектирование в условиях некоторой неопределенности исходных данных с помощью метода экспертных оценок.

Феррорезонанс в сетях  110…330 кВ  возникает  при  определённых  плановых  или  аварийных  коммутациях  в  них. При  отключении, например, одной  фазы  цепи, питающей  ненагруженный  или  слабонагруженный  трансформатор, взаимодействие  между  включёнными  фазами  и  отключённой  осуществляется  через  магнитную  цепь  трансформатора  и  ёмкостную  связь  двух  включённых  фаз  с  отключённой  и  отключенной  –  с  землёй.  Аналогичная  связь  при  двух  отключённых  фазах  цепи. При  заземлённой  нейтрали  связь  осуществляется  через  нейтраль. В случае  изолированной  нейтрали  взаимосвязь  осуществляется  ёмкостной  связью  между  отключённой  фазой  и  землёй. Феррорезонанс  возможен  на  основной  (рабочей)  частоте, а  также  на  высших  и  низших  (субгармониках). Во  всех  случаях  образуется  цепь  из  последовательно  соединённых  источников  питания, ёмкости и шунта намагничивания трансформатора  (и  более  сложной  схемы). Феррорезонанс  в  электрических  сетях  известен  как  явление, сопровождающееся  квазистационарными  перенапряжениями, достигающими (1,7-1,8) Uф, а  также  резкими  бросками  тока  намагничивания  трансформатора, достигающими 5-10А, опасными  в  совокупности  с  квазистационарными   перенапряжениями для измерительных трансформаторов напряжения.

В качестве простейшего примера рассмотрим включение первой фазы выключателя подстанции на разомкнутую трехфазную линию. При использовании понятия эквивалентного радиуса фазы линии и равенства нулю потенциала заземленного троса сопротивление и проводимость линии можно представить известными функциями w. Затем на основе выбранного значения параметра a в модифицированном преобразовании Фурье, можно найти значение коммутационного перенапряжения для каждого значения w. После этого надо найти собственные векторы и числа этой матрицы.

При сравнении решений имитационного моделирования  внутренних перенапряжений ПС-500/220/110 кВ “Вятка” с методом экспертных оценок видно, что метод экспертных оценок не позволяет получить точного решения модели (точность полученных результатов составила 87 %). Но это собственно следует из самого метода и некоторой неопределенности исходных данных. Зато метод позволяет накапливать знания экспертов в данном вопросе в результате решения поставленной задачи. И с процессом накопления знаний экспертов точность полученных результатов будет увеличиваться.


Библиографический список
  1. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений./под науч.ред. Н.Н.Тиходеева. 2-е изд. Санкт-Петербург: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999, 353 с.
  2. Александров Г.Н. Сверхвысокие напряжения. Л.: Энергия, 1973, 184 с.
  3. Базелян Э.М., Горин Б.Н., Левитов В.И. Физические и инженерные основы молниезащиты. Л.: Гидрометеоиздат, 1978, 223 с.
  4. Антипов К.М., Окин А.А., Портной М.Г., Хвощинская З.Г. Основные направления нормализации уровней напряжения в основных электрических сетях единой энергосистемы России – “Электрические станции”, 1995, №9, с.16-72


Все статьи автора «Стрижова Татьяна Анатольевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: