Автоматика ликвидации асинхронного режима, основанная на скорости изменения частоты и на разности частот

Акопян Г. С., Акопян С. Г., инженеры

Армэнерго

Применяемые в настоящее время устройства автоматической ликвидации асинхронного режима (АЛАР), построенные на принципах измерения одновременно сопротивления Z и скорости изменения сопротивления dZ dt (наиболее распространенные), электрического угла с условием необходимости деления до достижения угла 180°, тока, напряжения, мощности и ее направления, по своим принципам действия имеют следующие недостатки:

неудовлетворительно отстроены от синхронных качаний [1, 2];

могут не сработать вообще или затянуть срабатывание при возникновении асинхронного режима (АР) из-за затягивания отключения короткого замыкания (КЗ) в зависимости от взаимного расположения точки КЗ и электрического центра кача- ний (ЭЦК) в сети данной структуры (кроме способа, основанного на измерении угла). Необходимо отметить, что при таких авариях повышается вероятность возникновения многочастотного АР из-за того, что глубокое понижение напряжения распространяется на большую часть сети, чем при асинхронном режиме без КЗ или после его отключения;

поведение устройств при более чем двухчастотном асинхронном режиме непредсказуемо [1, 2].

Анализ фактически имевших место процессов нарушений устойчивости и асинхронных режимов, а также их расчетное исследование для множества условий [3] привели к выводу о целесообразности использования известного из теории асинхронного хода закона изменения скольжения и частоты и возможности непосредственного измерения скольжения. Целесообразно также использование производных от частоты как самостоятельно, так и в сочетании с измерением сопротивления Z.

Предлагаемые способы выявления АР и непосредственного измерения скольжения позволяют избавиться от указанных недостатков и одновременно выявлять АР на более ранней стадии и основаны на использовании следующих признаков асинхронного режима.

1. В АР разность мгновенных значений частоты напряжения на двух концах линии (на которой расположен ЭЦК) значительно отличается от разно-

сти частот по концам той же линии при синхронных качаниях, так как изменения частот в АР по разные стороны от ЭЦК с приближением угла к 180°, а точки измерения к ЭЦК происходят по нелинейной характеристике, отличающейся от синусоиды ярко выраженным пиком, и имеют разные знаки (ðèñ. 1) [4, 5].

Во время синхронных качаний изменение частоты происходит по синусоидальнему закону, т.е. без ярко выраженных пиков.

Различается также характер изменения амплитуды отклонения частоты с перемещением точки измерения относительно генератора. Изменение мгновенного значения частоты при асинхронном ходе увеличивается с удалением точки измерения от генератора (с приближением к ЭЦК), а при син-

f, Ãö
f2			U1 = 0
			0,2	0,3	0,4
			0,5
		U1 = 1,0	0,7
					t, c
f1	0,1 Tàõ		0,8		0,9 Tàõ
				0,6
		+ 2 %

Tàõ – период асинхронного хода; U1 – удаленность точки измерения частоты от ЭЦК

2003, ¹ 12

57

, ãðàä

180
90
0
–90
–180	0	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5 t, c
f, îòí. åä.
1,1000
1,0506
1,0013				f = 4,4 Ãö	f = 9,0 Ãö
0,9519
0,9025	0	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5 t, c

Z, Îì 500

375

250

125

0

0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5 t, c

< D , 2 , F- , "

2

хронных качаниях, напротив, – с приближением к генератору.

2. При асинхронном ходе с приближением электрического угла к 180° и снижении измеряемого сопротивления Z до минимума имеет место увеличение мгновенного значения скольжения или мгновенной разности частот по обеим сторонам от электрического центра качаний до максимума. Во время синхронных качаний с приближением угла к максимальному значению и снижении измеряемого сопротивления Z до минимума, напротив, имеет место снижение мгновенного значения скольжения или мгновенной разности частот по концам любой линии электрической связи до нуля.

С целью иллюстрации отмеченного сильного различия разности частот во время АР и синхронных качаний на ðèñ. 2 è 3 построены графики по результатам расчета для линий электрической связи Армения – Иран (P12 = 0,25). Для этого частного случая в асинхронном режиме максимальная разность частот по разные стороны от ЭЦК при приближении угла к 180° составляет 4,4 Гц, а при синхронных качаниях (ìàêñ 142°) в тех же узлах она составляет всего 0,14 Гц при 0°.

3. Скорость изменения частоты в АР многократно превышает скорость изменения частоты при синхронных качаниях по причинам, приведенным в предыдущем пункте. Графики скорости изменения частоты в АР и при синхронных качаниях для того же частного случая построены на ðèñ. 4. Скорость изменения частоты для этого случая в асинхронном режиме составляет 18 – 20 Гц с, а при синхронных качаниях 0,1 – 0,8 Гц с.

4. Разность средних значений частот в узлах энергосистемы, находящихся по разные стороны от ЭЦК, в АР равна среднему значению скольжения, а во время синхронных качаний та же разность равна нулю.

Сравнение частот на разных концах линии и выявление их разности можно осуществить по специально организованному каналу сравнения. Учитывая, что это обходится дорого, снижает надежность действия АЛАР из-за сложности исполнения, а для длинных линий потребуется еще и организация синхронизации измерения и сравнения сигналов по концам линии, целесообразно использовать следующие признаки частоты тока и напряжения в АР.

В АР средние значения частоты напряжения на шинах и тока в линии с одной стороны от ЭЦК, где напряжение ниже, чем на другом конце, различа- ются на величину среднего скольжения, а с другой стороны от ЭЦК, где напряжение выше, разность средних значений частот напряжения на шинах и тока в линии равна нулю.

Разность же мгновенных значений частоты напряжения на шинах и частоты тока в линии на обоих концах от ЭЦК имеет значение, достаточное для выявления двухчастотного АР.

Приведенные признаки асинхронного режима определены характером изменения модуля и фазы напряжения и скольжения во времени.

Для наглядности приведем выражения для модуля и фазы напряжения, а также скольжения в произвольной точке À на электрической связи при асинхронном режиме для двухмашинной системы, изображенной на ðèñ. 5 [5].

58	2003, ¹ 12

, ãðàä 170

130

12 = 142°

90

50

10

0	0,6	1,2	1,8	2,4	t, c
f, îòí.åä.
1,010
1,005		f = 0,14 Ãö
1,000
0,995
0,990	0,6	1,2	1,8	2,4	t, c
0

Z, Oì 1500,0

1137,5

775,0

412,5

50,0

0

0,6

1,2

1,8

2,4

t, c

& < D , 2 , F- , "

,

U

À

U 2

2U U

2

cos s

ñð

t U

2

;

(1)

1

1

2

A

arctg

U

2

sin sñð t

;

(2)

U 1 U 2 cos sñð t

U 2

U U

2

cos s

ñð

t

sA

2

1

s

ñð ,

(3)

U 2

2U U

cos s

U 2

2

ñð

t

1

2

1

ãäå

	U 1 E1		x 2	; U 2	E2	x1	.
		x1	x 2			x1 x 2
	Анализ приведенных графиков и выражений
	подтверждает следующие возможности:
	осуществление		ÀËÀÐ		â	первом цикле

( 180°) одновременным измерением сопротивления Z и разности мгновенных значений частот напряжения на шинах и тока в линии на обеих сторонах от ЭЦК с обеспечением надежной отстройки от синхронных качаний. Для действия АЛАР при углах = 120° 150° целесообразно использование большой скорости изменения частоты, по которой уже очевидна неизбежность АР. Орган скорости изменения частоты включается параллельно с органом разности частот. Одновременно повышается надежность действия АЛАР;

осуществление АЛАР со счетчиком циклов по тому же принципу, что и выше, но с использованием более чувствительной уставки по сопротивлению Z с целью осуществления резервирования,

также с обеспечением надежной отстройки от синхронных качаний;

осуществление автоматической ликвидации многочастотного асинхронного режима, по крайней мере, каскадно, путем измерения разности средних значений частоты напряжения и частоты тока за заданную выдержку времени, т.е. измерения среднего скольжения. Устройство сработает надежно, по крайней мере, с одной из сторон от перемещающегося ЭЦК.

Необходимо отметить, что недопустимо применение дополнительных к этим отмеченным признаков выявления многочастотного АР, так как это приведет к непредсказуемости поведения устройства. В двухчастотном АР это же устройство будет выполнять функцию ближнего и дальнего резервирования.

Учитывая, что разность средних значений частоты напряжения и частоты тока за отведенное время при синхронных качаниях приблизительно равна нулю, это устройство также надежно отстроено от синхронных качаний.

По всем описанным каналам устройство надежно действует также во время АР, наложенного на затянувшееся КЗ, из-за которого и возник АР.

Устройство АЛАР отстраивается от коротких замыканий путем отстройки уставки разности мгновенных значений частоты напряжения и частоты тока от той же разности в режиме КЗ, а также выбором уставок скорости изменения частоты напряжения и разности средних значений частоты напряжения и частоты тока. В подавляющем большинстве случаев это не вызовет трудностей. В не-

2003, ¹ 12

59

f ,' Ãö/ñ

100,00
56,25
12,50
–31,25
–75,00	0,3	0,6	0,9	1,2	t, c
0

a)

f ,' Ãö/ñ 23,50

13,75

4,00

–5,75

–15,50

0	0,6	1,2	1,8	2,4	t, c
			á)

) < , 2 , F- 2

. 0 , . 0

которых же случаях (необходимо дополнительное исследование) можно будет использовать третий классический признак различения КЗ и качаний – скорость изменения измеряемого сопротивления dZ dt.

Вместе с тем, с целью отстройки от квазиизменений частоты напряжения и тока во время КЗ, не связанных со скоростью движения ротора генератора, целесообразно применение фильтров прямой последовательности и первой гармоники напряжения и тока для измерения частоты, учитывая, что метод симметричных составляющих применим и для переходных процессов [7] (видимо, это не единственный способ).

Для повышения надежности действия устройства должны быть приняты дополнительные меры, обеспечивающие правильное поведение блока измерения частоты при снижении как напряжения, так и тока до нуля в месте установки устройства.

Упрощенная функциональная схема АЛАР с действием в первом цикле ( 180°), через счет- чик циклов и в многочастотном АР изображена на ðèñ. 6. Предложенные признаки возникновения и протекания АР позволяют построить и другие функциональные схемы АЛАР с теми же функциями, но, в частности, без измерения частоты тока, т.е. с использованием частоты напряжения и его

E1	X1	A	E2
~			X2
			~
Ã1			Ã2

# K : '

производных в сочетании с измерением сопротивления Z.

Хотелось бы отметить, что скорость изменения частоты может быть использована как для осуществления АЛАР путем деления, так и для осуществления АЛАР путем ресинхронизации, учитывая большую зависимость скорости изменения частоты как от расположения ЭЦК относительно устройства, так и от превышения мощности над пределом устойчивости линии в процессе нарушения устойчивости.

Скорость изменения частоты может быть использована также для осуществления автоматического деления при нарастающем самораскачивании по электрической связи (АДНС) с амплитудой, угрожающей переходом в АР, с целью резервирования специально принятых мер по демпфированию качаний (реконструкция системы автоматического регулирования возбуждения генераторов пропор-

I

> fóñò+

fU –fI

< fóñò–

U

1

>( f '

)óñò+

fU'

U

–

<( f '

)óñò

U

180°

<Z óñò1

>1

Деление

Z

<Z óñò2

Счетчик

U

>1

циклов

fU'

–fI'

> fóñò'

I

t

t

> fñð.óñò+

fU – fI

1

t

nf 2

t

< fñð–.óñò

N , ; < ( 5 838

60	2003, ¹ 12

ционального типа). В Армянской энергосистеме АДНС осуществлено путем двукратного измерения скорости изменения частоты с интервалом времени, достаточным для автоматического выявления характера качаний (затухающие или нарастающие). Кроме того, тем самым обеспечивается отстройка от других переходных процессов. До приобретения систем возбуждения с АРВ сильного действия для генераторов, способных инициировать самораскачивание с опасными амплитудами, а также учитывая незначительные затраты и надежность действия, устройство АДНС можно рассматривать как одно из средств предотвращения нарушения устойчивости и прекращения глубоких и длительных (в Армянской энергосистеме наблюдалось до 9 мин) синхронных качаний, опасных особенно для атомных электростанций.

Выводы

1. Предлагаемый принцип построения АЛАР обеспечивает так же, как и известные принципы, надежную ликвидацию двухчастотного АР при приближении угла к 180°, а при необходимости и при = 120° 150°, а также путем считывания циклов надежную отстройку от КЗ и селективность действия с устройствами АЛАР смежных линий.

2. В отличие от известных принципов АЛАР обеспечивает дополнительно:

надежную отстройку от синхронных качаний; надежную ликвидацию АР, наложенного на ре-

жим КЗ, из-за которого и возник АР; ликвидацию многочастотного АР, хотя и кас-

кадно и с выдержкой времени.

3. Разработан алгоритм и функциональная схема построения АЛАР на основе изменения частоты и скорости ее изменения.

Список литературы

1.Гуревич Ю. В., Либова Л. Е., Îêèí À. À. Расчеты устойчи- вости и противоаварийной автоматики в энергосистемах. М.: Энергоатомиздат, 1990.

2.Îêèí À. À. Противоаварийная автоматика. М.: МЭИ, 1995.

3.Акопян Г. С., Акопян С. Г. Способ автоматической ликвидации асинхронного режима. – Электрические станции, 2003, ¹ 5.

4.Хачатуров А. А. Несинхронные включения и ресинхронизация в энергосистемах. М.: Энергия, 1977.

5.Рабинович Р. С. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем. М.: Энергия, 1980.

6.Мамиконянц Л. Г., Портной М. Г., Хачатуров А. А. О нарушении устойчивости в энергосистеме вследствие асинхронного режима по одной из электропередач. – Электриче- ство, 1966, ¹ 6.

7.Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы. М.: Энергия, 1970.

Феррорезонансные перенапряжения и защита от них при коммутациях блока автотрансформатор 750 500 кВ – холостая ВЛ 500 кВ

Кадомская К. П., доктор техн. наук, Левковский А. И., èíæ.

Новосибирский государственный технический университет – Магистральные электрические сети Центра

В процессе эксплуатации одной из подстанций 750 500 кВ при неполнофазном отключении блока автотрансформатор 750 500 кВ – холостая ВЛ 500 кВ выключателем 750 кВ неоднократно происходили разрушения нелинейных ограничителей 500 кВ, установленных на ВЛ 500 кВ. Схема подстанции изображена на ðèñ. 1. При моделировании процесса, возникающего во время отключения относительно короткой холостой ВЛ 500 кВ со стороны подстанции, эта линия моделировалась в виде трехфазной системы емкостей. Питающая система 750 кВ моделировалась в виде индуктивного элемента. Наибольшее внимание было уделено моделированию кривой намагничивания автотрансформатора 750 500 кВ (АТ). Расчетная схема (ðèñ. 2) позволяла осуществлять любые неполно-

фазные коммутации блока АТ – ВЛ 500 кВ выклю- чателями 750 кВ. Автотрансформатор, представляющий собой группу однофазных трехобмоточных трансформаторов, моделировался в виде полной системы дифференциальных уравнений, описывающих процессы в обмотках 750, 500 и 10 кВ с уче- том насыщения магнитопровода [1].

Расчеты производились при неполнофазном отключении холостой ВЛ 500 кВ с учетом разновременности отключения полюсов выключателя 750 кВ (Â íà ðèñ. 1 è 2).

Упрощенные расчетные схемы и анализ процессов. При неполнофазном отключении ВЛ 500 кВ отключенные фазы связаны с включенной через междуфазные емкости (2Côô), а также посредством третичной обмотки АТ, соединенной в

2003, ¹ 12

61

ÂË

750 êÂ

Модель АТ

VI

u3c i3

750 êÂ

750 êÂ

Ls

e1c(t)

u

1c

i

1c

10 êÂ

10 êÂ

i3

B'

B'

B"

K

u3b

e

(t)

Ls

u1b

i1b

1b

i3

u3a

Ls

e1a(t)

500 êÂ

u1a

i1a

ÂË

i2a

i2b

i

ÀÒ

u2a

2c

u2b

ÎÏÍ-500

u2c

! ( , 5 , (

ÎÏÍ

Ñô

треугольник (L3 2, ãäå L3 – индуктивность рассеяния третичной обмотки трансформатора). Упрощенная расчетная схема, поясняющая возможность появления высоких кратностей перенапряжений на отключенных с обеих сторон двух фазах ВЛ 500 кВ (включена одна фаза), показана на ðèñ. 3.

В расчетной схеме ðèñ. 3 учтены индуктивности намагничивания магнитопроводов фаз автотрансформатора (реактивности рассеяния АТ, не оказывающие принципиального влияния на процессы, связанные с отключением холостой ВЛ 500 кВ, в схеме ðèñ. 3 не учитывались).

Èç ðèñ. 3 видно, что при неучете намагничивания магнитопроводов фаз АТ и при разомкнутой третичной обмотке АТ (L3 ) связь между фазами определяется лишь междуфазными емкостями. При этом на невключенных фазах B è Ñ напряжения определяются как

UB,C = UACôô (Côô + Cô),

Ñôô Ñôô

Модель ВЛ Ñôô

ленной частоте параллельное соединение 2Côô è L3 2 имеет емкостный характер. Следовательно, условия, близкие к резонансным, могут наблюдаться лишь при учете намагничивания магнитопроводов и замкнутой третичной обмотке АТ. Это обстоятельство подтверждается результатами рас- четов неполнофазных стационарных (установившихся) режимов, произведенных в схеме ðèñ. 2 (òàáë. 1).

Lc

Cô

2Côô

L3/2

т.е. составляют небольшую долю напряжения на включенной фазе. При неучете намагничивания и при замкнутой третичной обмотке АТ резонанс также не будет наблюдаться, так как на промыш-

Ò à á ë è ö à 1

5 , < 2 *3 #// *

2Cô

& , ;

				Uô m Uíîì ò
Неполнофазный режим	Ôàçû ÀÒ	Треугольник АТ замкнут			Треугольник АТ разомкнут
		i = 0	i 0		i = 0	i 0
	UA	1,18	1,24		1,02	1,02
Включена фаза À	UÂ	1,02	1,51		0,19	0,35
	UÑ	1,02	1,46		0,19	0,50
	UÀ	1,08	1,39		1,02	1,02
Включены фазы À è Â	UÂ	1,07	1,43		1,02	1,02
	UC	1,81	4,24		0,13	0,29

П р и м е ч а н и е . Индекс m обозначает амплитудное значение величины; i – ток намагничивания трансформатора при питании со стороны его третичной обмотки; Uíîì – номинальное фазное напряжение автотрансформатора.

62	2003, ¹ 12

U, êÂ
1500
1000
500
0
–500
–1000
–1500
0	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,35	t, c
i, êÀ				à)
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0
–0,05
–0,10
–0,15
–0,20
–0,25
0	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,35	t, c
				á)
)	! ( , 7 8 H#/ #// *
@ *3 #// * , 7
, 7 7 H#/ *%

à – напряжения на фазах ВЛ 500 кВ; á – ток в обмотке АТ 10 кВ, соединенной в треугольник

Из данных òàáë. 1 видно, что при разомкнутой третичной обмотке резонансных явлений при неполнофазном включении холостой ВЛ 500 кВ не наблюдается. В случае же замкнутой обмотки наиболее неблагоприятные условия наблюдаются при учете насыщения магнитопровода АТ.

Перенапряжения, возникающие в переходном процессе отключения холостой ВЛ при неполнофазном отключении полюсов выключателя 750 кВ. Исходным режимом являлся установившийся режим одностороннего питания всех трех фаз ВЛ. Рассматривались три расчетных случая:

1.В момент прохождения тока в выключателе фазы À через ноль отключалась эта фаза. Две другие фазы в течение времени счета (0,4 с) не отклю- чались (отказ в отключении двух фаз).

2.В момент прохождения тока в выключателе

ôàçû À через ноль отключалась эта фаза. Через промежуток времени, равный нормированной разновременности отключения полюсов выключате-

U, êÂ
400
300
200
100
0
–100
–200
–300
–400
–500							0,35 t, c
0	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30
#	E , 2 < *3 #// * ,
7 7 H#/ * "
8

ля, и в момент прохождения тока в выключателе фазы Â через ноль отключалась фаза Â. Ôàçà Ñ в течение времени счета не отключалась (отказ в отключении одной фазы).

3. В момент прохождения тока в выключателе фазы À через ноль отключалась эта фаза. Через промежуток времени, равный нормированной разновременности отключения полюсов выключателя, и в момент прохождения тока в выключателях фаз Â è Ñ через ноль отключались фазы Â è Ñ.

Результаты расчетов приведены в òàáë. 2.

Из данных òàáë. 2 видно, что наибольшие перенапряжения возникают при отключении полюсов фаз À è Â и отказе в отключении последнего полюса. Осциллограммы напряжений на фазах ВЛ 500 кВ и токов в замкнутой третичной обмотке АТ в этом расчетном случае показаны на ðèñ. 4, à íà ðèñ. 5 – осциллограмма напряжений на фазах ВЛ в схеме с разомкнутой третичной обмоткой АТ.

Из сравнения приведенных результатов видно, что при замкнутой третичной обмотке АТ высокие уровни перенапряжений на отключенных фазах наблюдаются в течение всего времени существования неполнофазного режима выключателя 750 кВ. Следовательно, нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), установленные в начале ВЛ 500 кВ, подвергаются в течение всего времени существования неполнофазного режима воздействию повышенных значений напряжения и поглощают большую энергию.

Эта энергия зависит как от характеристик ОПН-500, так и от длительности неполнофазного режима (от момента отключения первой фазы до окончательного отключения холостой ВЛ). При проведении соответствующих расчетов в качестве характеристик ОПН принимались характеристики аппарата фирмы АВВ типа EXLIM, выпускаемого СП “АББ-УЭТМ” [2]. Параметры этих аппаратов приведены далее.

2003, ¹ 12

63

	Uíîì, кВ (действующее значе-	396
	íèå)

Выдерживаемое напряжение в течение времени, кВ (действующее значение):

длительно	318
1 ñ	459
10 ñ	436

Вольт-амперная характеристика при токах, кВ (максимальное значение):

1 êÀ	771
2 êÀ	796
3 êÀ	816

Результаты расчетов переходных процессов при отказе в отключении одной фазы выключателя приведены в òàáë. 3. Длительность счета переходного процесса 0,8 с.

При увеличении длительности существования неполнофазного режима энергия, поглощаемая аппаратом, возрастает практически пропорционально времени воздействия повышенных напряжений и может превысить предельно допустимое для аппарата значение, что приведет к его повреждению. Резонансные явления, в том числе и феррорезонансные, следует исключать с помощью схемных мероприятий. К такому мероприятию в рассматриваемом случае можно отнести, например, размыкание третичной обмотки АТ, практически сводящееся к схеме соединения в звезду. Если к третич- ной обмотке АТ не предполагается подключение потребителей, то на подстанции целесообразно использовать двухобмоточные автотрансформаторы.

Следует также отметить, что при использовании блочных схем могут возникнуть феррорезонансные явления и на частотах более высоких, чем 50 Гц, например, на второй и нечетных гармониках. Феррорезонансным явлениям такого рода в свое время было посвящено достаточно много публикаций. Эти вопросы освещены, в частности, в [3 – 5]. Поэтому использование блочных схем, подобных рассмотренной, вряд ли можно признать целесообразным.

Ò à á ë è ö à 2

! , 2 , 7 *3 #// * , , < 7 , 7 7

H#/ *

	¹	Схема
	расчетно-	третичной	UAm Uôm	UBm Uôm	UCm Uôm
	го случая	обмотки АТ
	1	Замкнута	1,18	1,05	1,05
		Разомкнута	1,07	1,06	1,06
	2	Замкнута	3,16	3,03	2,26
		Разомкнута	1,22	1,21	1,33
	3	Замкнута	1,75	1,78	1,76
		Разомкнута	1,24	1,20	1,22

Ï ð è ì å ÷ à í è å . Uôm – амплитудное номинальное фазное напряжение автотрансформатора.

Анализ показал, что основными параметрами расчетной схемы, определяющими тяжесть протекания процессов при замкнутой третичной обмотке АТ, являются длина ВЛ 500 кВ и мощность автотрансформатора, практически определяющая его кривую намагничивания. Для выявления области этих параметров, приводящих к опасным феррорезонансным явлениям, была применена теория планирования двухфакторного эксперимента. Рассматривались перенапряжения на невключенных фазах при включении одной фазы. Длина ВЛ 500 кВ варьировалась в диапазоне 10 – 60 км, мощность одной фазы АТ – в диапазоне 100 – 440 МВ А. Оба эти фактора принимались распределенными по законам равномерной плотности. Был применен центральный композиционный план на основе полного факторного эксперимента (ПФЭ). В качестве функции отклика принималась кратность перенапряжений на невключенных фазах, а в качестве функциональной связи – полный квадратичный полином второго порядка. Зависимость кратности перенапряжений от длины ВЛ и мощности АТ, полученная с помощью модели ðèñ. 3 в девяти точках плана, имеет следующий вид:

Umax Uôm = 2,385 – 1,39 10 – 4! + 4,6 10 – 3Sò +

+ 2,4 10 – 4!2– 7,79 10 – 6Sò2 + 1,41 10 – 5!Sò ,

ãäå ! – длина ВЛ; Sò – мощность трансформатора, МВ А.

При принятых диапазонах изменения длины и мощности автотрансформатора максимальная кратность перенапряжений составила 3,32, а минимальная – 2,63. Иными словами, практически во всем принятом диапазоне наблюдаются опасные феррорезонансные перенапряжения, сопровождающие неполнофазное отключение холостой ВЛ.

Приведенный полином может служить основой для экспресс-оценки кратностей этих перенапряжений в рассмотренных диапазонах длины ВЛ и мощности автотрансформатора.

Ò à á ë è ö à 3

O , ( , 7 <

*3 #// * 7 < 7"

, 8

Параметр	Ôàçà A	Ôàçà B	Ôàçà C
Umax Uôm	1,68	1,68	1,22
IÎÏÍm, À	99,1	99,1	0
W, êÄæ	319	319	0
Wóä, êÄæ êÂ	1,003	1,003	0

Ï ð è ì å ÷ à í è å . Wóä – удельная поглощаемая энергия, определяемая как частное от деления поглощаемой энергии W на длительно выдерживаемое напряжение (в рассматриваемом случае равное 318 кВ).

64	2003, ¹ 12

	Выводы			4. В случае, если по тем или иным причинам
				соединение третичной обмотки автотрансформа-
	1. При неполнофазных коммутациях односто-			тора в звезду нежелательно, то обеспечение нор-
	ронне-включенного блока автотрансформатор –			мальной эксплуатации ОПН, установленного на
	ВЛ 500 кВ могут возникнуть феррорезонансные			ВЛ 500 кВ, может быть обеспечено лишь при од-
	перенапряжения,	обусловленные	насыщением
				новременном соблюдении двух условий:
	магнитопровода автотрансформатора. Эти перена-
				при тщательной регулировке приводов полю-
	пряжения возникают на частоте 50 Гц в последо-
				сов выключателя, производящего отключение хо-
	вательном резонансном контуре, состоящем из па-
				лостой ВЛ, с целью уменьшения вероятности воз-
	раллельного соединения междуфазной емкости
				никновения неполнофазного режима;
	ВЛ и индуктивности обмотки НН АТ, соединенной
				при установке на ВЛ ОПН с удельной поглоща-
	в треугольник, и параллельного соединения емко-
				емой энергией, отвечающей характеристикам не
	сти ВЛ на землю и индуктивности намагничива-
	ния магнитопровода.			менее четвертого или пятого класса энергоемко-
	2. Радикальной мерой нарушения условий воз-			ñòè, ò.å. Wóä (7,0 – 10) êÄæ êÂ.
	никновения и существования резонансных усло-
	вий является соединение обмотки низшего напря-			Список литературы
	жения АТ не в треугольник, а в звезду. При этом
	следует отметить, что на выводах этой обмотки			1. Кадомская К. П. Уравнения переходных процессов в трех-
	необходимо установить ОПН. В случае отсутствия			фазных групповых трехобмоточных трансформаторах и ав-
	потребителей на	стороне 10 кВ	целесообразно	тотрансформаторах. – Труды ЛПИ, 1965, ¹ 242.
	применять двухобмоточные автотрансформаторы.			2. EXLIM T, EXLIM P. Публикация АББ-УЭТМ, 1997 – 12.
	3. Поскольку применение блочных схем при			3. Техника высоких напряжений Под ред. Разевига Д. В. М.:
				Энергия, 1976.
	определенных соотношениях между мощностью
				4. Перенапряжения в электрических системах и защита от
	АТ и длиной коммутируемой ВЛ может привести к			них. Учебник для студентов электроэнергетических специ-
	опасным феррорезонансным перенапряжениям не			альностей вузов Базуткин В. В., Кадомская К. П., Костен-
	только на промышленной частоте, но и на высших			ко М. В., Михайлов Ю. А. СПб.: Энергоатомиздат, 1995.
	гармонических, то их использование в схемах, по-			5. Кадомская К. П., Чертоусова В. М. Феррорезонансные пе-
				ренапряжения при неполнофазных режимах с присоеди-
	добных рассмотренной, вряд ли можно признать
				ненными к линии трансформаторами. –Труды ЛПИ, 1968,
	целесообразным.			¹ 293.

ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СЛУЖАЩИХ
Российская академия государственной службы при Президенте Российской Федерации
Повышение квалификации и профпереподготовка руководящих работников
и специалистов электроэнергетики (лиц. Минобразования РФ ¹ 24-0050)
Òåë. [phone]				http://www.ipkgos.ru
Для предприятий, заключивших договор на обучение от 50 чел. в год, – скидка на обучение и
проживание в благоустроенном общежитии Института составит 20%, от 30 чел. – 10%
	при условии своевременной оплаты
кафедра «Ремонт и модернизация			кафедра «Эксплуатация электрических
энергооборудования»			станций и тепловых сетей»
повышает квалификацию	специалистов по		осуществляет повышение квалификации руко-
ремонту энергетического	оборудования ТЭС,		водителей, специалистов и инженеров энергети-
ГРЭС, ПРП, по неразрушающему контролю			ческой отрасли: тепловых и гидравлических
оборудования, специалистов		сварочного	электрических станций (ТЭС и ГЭС), пред-
производства всех уровней по вопросам ремонта,			приятий тепловых сетей по всем вопросам,
восстановления, модернизации и		надежности	касающихся	эксплуатации, управления	è
работы оборудования энергопредприятий, внед-			оптимизации	режимов работы современного
рения новых технологий и материалов, мето-			оборудования	электростанций.	.
дов технической диагностики. Готовит к аттес-
тации и аттестует специалистов сварочного
производства на II и III квалификационные
уровни и специалистов по неразрушающему
контролю на I и II уровни с выдачей удостове-
рений Госгортехнадзора.		.
[phone]				[phone]
2003, ¹ 12					65