какие внутренние перенапряжения относятся к оперативными плановыми

Классификация внутренних перенапряжений

В зависимости от места приложения можно выделить раз­личные типы перенапряжений. Наибольшее практи­ческое значение имеют фазные перенапряжения. Они воздей­ствуют на изоляцию токоведущих частей электрооборудова­ния от земли или заземленных конструкций. К этой изоляции нормально приложено фазное напряжение. Однако в сетях с изолированной нейтралью следует учитывать, что в про­цессе поиска места замыкания на землю (длительностью от минут до нескольких часов) к фазной изоляции может быть приложено линейное напряжение.

Внутрифазные перенапряжения возникают между раз­личными токоведущими элементами одной и той же фазы, например между соседними витками или катушками об­мотки трансформатора, а также между нейтралью и землей.

Перенапряжения между контактами коммутирующих ап­паратов возникают в процессе отключения участка сети или при несинхронной работе двух участков сети.

Внутренние перенапряжения возникают в электрических системах в результате коммутаций.

Коммутации могут быть оперативными(плановыми), например:

а) включение и отключение ненагруженных линий;

б) отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов поперечной компенсации;

в) отключение конденсаторных батарей.

Однако чаще внутренние перенапряжения возникают при аварийных коммутациях в результате действия релейной защиты или противоаварийной автоматики.

К аварийным коммутациям можно отнести:

а) отключение выключателями короткого замыкания;

б) автоматическое повторное включение линий;

в) внезапный сброс нагрузки и др.

Внутренние перенапряжения обычно проявляются в виде колебаний. Всякая электрическая система обладает колебательными свойствами, однако в нормальном режиме работы эти колебательные свойства обычно не проявляются. Колебательные свойства электрической системы, могущие вызвать появление перенапряжений, проявляются при нарушении баланса между генерируемой и поглощаемой энергией. Причиной нарушения баланса может явиться внезапное отключение элементов, способных поглощать энергию (активной нагрузки, сосредоточенных и распределенных сопротивлений и проводимостей схемы).

Внутренние перенапряжения характеризуются: кратностью

, (1)

формой кривой перенапряжения, позволяющей определить воздействия на изоляцию и составом оборудования электрической сети, подверженного действия данного вида перенапряжения.

Ударный коэффициент перенапряжений: ,

коэффициент установившегося режима: Þ k_пер = k_уд k_уст.

Перечисленные характеристики имеют большой статистический разброс, так как их значения зависят от большого числа факторов, в том числе имеющих случайный характер.

Амплитуда допустимых перенапряжений на изоляции высоковольтных электрических машин определяется по следующей формуле:

U = U , (2)

где U — номинальное напряжение, U — допустимое напряжение.

U U , (3 )

k — коэффициент кумулятивности.

Величины, числено характеризующие внутренние перенапряжения, оказываются зависимыми от ряда случайных обстоятельств: от схемы сети, ее режима, ее параметров, от наличия средств борьбы с перенапряжениями и эффективности этих средств, а также от некоторых других факторов. Поэтому количественные характеристики внутренних перенапряжений оказываются величинами случайными, требующими при их рассмотрении привлечении методов математической статистики.

Можно найти такие сочетания переходных процессов, которые дают перенапряжения очень высокой кратности. Однако если такое сочетание весьма маловероятно, то его обычно не принимают в расчет, считая, что в этом случае можно допустить перекрытие внешней изоляции или срабатывание защитного аппарата (вентильного разрядника, ограничителя перенапряжения) с его возможным разрушением. В то же время и в этих очень маловероятных случаях должна быть исключена возможность повреждения внутренней изоляции машин и аппаратов. Но не всякое наложение переходных процессов маловероятно. Следует реально считаться с такими процессами, которые являются следствием друг друга. Именно на такие процессы и следует ориентироваться при оценке возможной кратности внутренних перенапряжений и выборе средств их ограничения.

Допустимые кратности внутренних перенапряжений

U кВ	6,0	6,6	13,8	110-150	220-330
U кВ	29,5	29,5	41,5	41,5
k (фаз)	7,5	7,1	6,2	6,0	6,0	5,2
k	4,3	4,1	3,6	3,5	3,5	3,0	3,5	3,0	2,5	2,1

Обобщение опыта эксплуатации для случаев повреждения оборудования из-за возникновения внутренних перенапряжений позволило В.С.Полякову сформулировать три условия, сочетание которых необходимо, чтобы возникали перенапряжения.

Разные виды внутренних перенапряжений отличаются друг от друга своей кратностью, формой, частотой повторяемости и длительностью воздействия на изоляцию. Вероятность возникновения того или иного вида перенапряжений зависит от состава сети, и по данным отечественных и зарубежных исследований, в сетях собственных нужд (СН) мощных электростанций и крупных промышленных предприятий, чаще всего возникновение перенапряжений связано с неполнофазными режимами.

Источник

Общая характеристика внутренних перенапряжений. Внутренние перенапряжения возникают в электрических системах в результате коммутаций

ВНУТРЕННИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

МОДУЛЬ 4

Внутренние перенапряжения возникают в электрических системах в результате коммутаций.

Коммутации могут быть оперативными, например:

а) включение и отключение ненагруженных линий;

б) отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов поперечной компенсации;

в) отключение конденсаторных батарей.

Однако чаще внутренние перенапряжения возникают при аварийных коммутациях в результате действия релейной защиты или противоаварийной автоматики.

К аварийным коммутациям можно отнести:

а) отключение выключателями короткого замыкания;

б) автоматическое повторное включение линий;

в) внезапный сброс нагрузки и некоторые другие.

Назовем перенапряжениями любые повышения напряжения выше длительно допустимых в электрической системе.

Внутренние перенапряжения обычно проявляются в виде колебаний. Всякая электрическая система обладает колебательными свойствами, однако в нормальном режиме работы эти колебательные свойства обычно не проявляются.

Все элементы электрической системы можно разбить на три группы:

1) источники э.д.с.- генераторы, синхронные компенсаторы, асинхронные двигатели;

2) элементы, способные накапливать энергию – индуктивности (L) и ёмкости (С), как распределенные (индуктивность и ёмкость линии), так и сосредоточенные (индуктивности генераторов, индуктивности рассеяния и намагничивания трансформаторов, индуктивности реакторов, ёмкости конденсаторных батарей);

3) элементы, способные поглощать энергию, активная нагрузка(R), сосредоточенные и распределенные сопротивления (r) и проводимости (g) схемы.

Колебательные свойства электрической системы, могущие вызвать появление перенапряжений, проявляются при нарушении баланса между генерируемой и поглощаемой энергией. Причиной нарушения баланса может явиться внезапное отключение элементов, способных поглощать энергию.

На (рис. 8.1) приведена упрощенная однофазная схема, показывающая один из случаев возникновения перенапряжений. В этой схеме L_и – индуктивность источника, L_л и С_л– индуктивность и ёмкость линии, L_c – индуктивность приёмной системы, комплексное сопротивление нагрузки.

При замкнутом выключателе 2 колебания в схеме демпфированы активным сопротивлением R_н. нагрузки. При разомкнутом выключателе 2 схема содержит в основном только реактивные элементы. Любое внезапное возмущение в этой схеме приведет к колебаниям на ёмкости линии, т.е. к перенапряжениям.

Режим одностороннего питания ( т.е. выключатель 2 отключен) может осуществится при включении ненагруженной линии выключателем 1 (пуск передачи) и может продолжаться достаточно долго до тех пор, пока на разомкнутом конце не будет выполнена синхронизация. При аварийных и послеаварийных коммутациях режим одностороннего питания возникает при неодновременном срабатывании выключателей на разных концах линии.

Рис.8.1. Упрощенная схема замещения электропередачи

Процесс коммутации в электрической системе, например, включение разомкнутой линии толчком под напряжение, можно разбить на несколько этапов, как это показано на (рис. 8.2). До тех пор, пока регуляторы возбуждения генераторов в силу инерционности не изменяет возбуждение генераторов, э.д.с. их можно считать неизменными (области I и II). Первая стадия (область I) характеризуется переходным процессом, продолжительность которого порядка нескольких полупериодов промышленной частоты 50 Гц. После затухания свободных колебаний наступает вторая стадия (область II), которая условно может быть названа «установившимся» режимом. Например, для схемы (Рис.8.1) напряжение «установившегося» режима в конце линии

Если U_уст выше длительно допустимого напряжения системы, то благодаря действию регуляторов U_уст постепенно уменьшается ( область III), пока не установится новый стационарный режим ( область IV).

Рис. 8.2. Различные стадии переходного процесса:

I – переходный процесс; II – установившийся режим до начала работы регуляторов (вынужденная составляющая переходного процесса); III – область работы регуляторов возбуждения; IV – новый установившийся режим.

Для надёжной работы электропередачи необходимо, чтобы возникающие перенапряжения в течении первых двух стадий процесса не превысили прочность изоляции. Поэтому особое внимание уделяется перенапряжениям переходного режима, или коммутационным, и перенапряжениям установившегося режима, или длительным.

При любой коммутации максимальное напряжение переходного процесса может быть представлено в виде:

к– кратность внутренних перенапряжений, т.е. отношение максимального напряжения переходного процесса к максимальному рабочему.

Допустимые кратности внутренних перенапряжений не должны превышать определенных величин, которые выбираются исходя из технико-экономических соображений. Эти кратности коммутационных перенапряжений приведены в табл. 8.1.

Допустимые кратности внутренних перенапряжений

Кратности коммутационных перенапряжений в электропередачах до 220 кВ, как правило, не превышают значений, приведенных в таблице. В электропередачах 330 кВ и выше (электропередачи сверхвысокого напряжения) возможны перенапряжения превышающие величину К_доп.

Поэтому нормальная работа электропередач может быть обеспечена только при условии ограничения внутренних перенапряжений. Одним из средств защиты служат нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН).

Повышения напряжения установившегося режима характерны для протяженных электропередач СВН с номинальным напряжением выше 330 кВ. В электропередачах 220 кВ и ниже длительные перенапряжения возможны преимущественно в случае феррорезонансных явлений при неполнофазных режимах.

1. Ёмкостный эффект в симметричных линейных схемах.

где β – коэффициент фазы, равный 0,06 град. на 1км. линии;

l– длина линии в км.

При β l→ 90˚ напряжение в конце линии увеличивается до очень больших величин, так как cos β l→0. Такое повышение напряжения можно ожидать в дальних линиях электропередач, когда длина линии превышает 1000 км.

В электропередачах до 220 кВ повышения напряжения из-за ёмкостного эффекта встречаются редко и находятся в пределах допустимого уровня.

2. Несимметрия сети, которая может возникнуть при несимметричных коротких замыканиях (к.з.) и неполнофазных режимах – обрыв провода, неправильная работа («отказ») фазы выключателя при отключении или включении.

При несимметричных к.з. на землю повышения напряжения на неповрежденных фазах определяется отношением входных сопротивлений нулевой и прямой последовательности относительно точки к.з.

В электропередачах СВН при одностороннем отключении несимметричного к.з. в удаленных от питающей системы точках отношение может принять любое значение, что может привести в ряде случаев к резкому возрастанию напряжения на неповрежденных фазах.

Перенапряжения при неполнофазных режимах в электрических системах возникают тогда, когда входные сопротивления по прямой и нулевой последовательностям относительно разрыва носят разный характер, т.е. если одно из них индуктивное, то другое должно быть ёмкостным.

3. Наличие в электропередаче нелинейных цепей со сталью (силовые трансформаторы, электромагнитные трансформаторы напряжения, иногда реакторы) может служить причиной возникновения феррорезонансных перенапряжений на рабочей частоте, причиной появления высших и низших гармоник в кривой напряжения.

Перенапряжения переходного процессаU_перех. определяются следующими факторами:

а) частотами и декрементами затухания свободных колебаний, в первую очередь первой собственной частотой и декрементом затухания этой частоты;

б) величиной установившегося напряжения, зависящей от вида коммутации;

в) начальными условиями, определяемыми характеристиками выключателя.

Одной из характеристик перенапряжений переходного процесса является ударный коэффициентк_уд. При заданных условиях (схема и её параметры, вид коммутации, тип выключателя) ударный коэффициент представляет статистическую величину, т.е. значение ударного коэффициента зависит от большого числа факторов, которые могут меняться от опыта к опыту. Для каждого вида коммутации можно найти среднее значение ударного коэффициента и указать кривую статистического распределения ударных коэффициентов.

Среди различных коммутаций можно выделить группу коммутаций, где причиной перенапряжений является неустойчивый характер горения дуги в выключателе (явление «среза» при отключении малых индуктивных токов, повторное зажигание дуги в выключателе при отключении ненагруженной линии или ёмкостной нагрузки).

Коммутационные перенапряжения в электропередачах можно разделить на следующие группы:

1.Перенапряжения при коммутациях ЛЭП:

а) включение ненагруженной линии;

б) успешное и неуспешное АПВ;

в) одностороннее отключение коротких замыканий;

г) разрыв передачи при выпадении из синхронизма;

д) коммутации включения и отключения, заканчивающиеся неполнофазными режимами.

2. Перенапряжения при отключении малых индуктивных токов (ненагруженных трансформаторов, реакторов), сопровождающиеся явлением «среза» тока.

3. Перенапряжения при отключении ненагруженных линий, сопровождающиеся повторным зажиганием дуги в выключателе.

К коммутационным перенапряжениям можно отнести, перенапряжения, возникающие при дуговых замыканиях на землю и неустойчивом горении дуги в сетях с изолированной и компенсированной нейтралями.

Высокие кратности перенапряжений вызваны появлением в сети избыточных зарядов при гашении неустойчивой дуги, что сопровождается смещением электрической нейтрали системы.

Приведенная классификация внутренних перенапряжений имеет условный характер в том смысле, что в ряде случаев, вполне реальных для электрической системы в переходном процессе, могут возникать перенапряжения, принадлежащие к различным группам. Так, например, вслед за переходным процессом при коммутации возможно появление феррорезонансных перенапряжений.

Для большинства видов перенапряжений можно указать максимально возможную кратность по отношению к рабочему напряжению сети. Однако правильней будет сказать о вероятности появления той или иной кратности перенапряжений. Эта вероятность связана, во-первых, со статистическим характером некоторых процессов, например, гашения дуги выключателе, а во-вторых, с вероятностью тех или иных переходных процессов в системе. Всегда можно найти такое сочетание переходных процессов, которые дадут перенапряжения очень высокой кратности. Однако, если такое сочетание маловероятно, то его можно не принимать в расчет, считая, что в этом случае можно допустить перекрытие внешней изоляции или срабатывание ограничителя перенапряжений с его возможным разрушением. В то же время и в этих маловероятных случаях должна быть исключена возможность повреждения внутренней изоляции машин и аппаратов. Поэтому защита от внутренних перенапряжений должна выбираться на основе риска повреждения с учетом всех технико-экономических показателей.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Общая характеристика внутренних перенапряжений

На электрическую изоляцию сети высокого напряжения переменного тока в нормальных условиях воздействует рабо­чее напряжение промышленной частоты. Изменение токов нагрузки приводит к изменению падения напряжения на со­противлении элементов электрической сети (генераторов, трансформаторов, линий электропередачи и др.). Поэтому даже при неизменной величине э.д.с. генераторов рабочее на­пряжение может отклоняться от номинального значения.

При проектировании электрической сети и управлении ре­жимами ее работы стремятся удержать колебания рабочего напряжения в границах, определенных действующими нор­мами. ГОСТ 1516.3-96 устанавливает величину наибольшего рабочего напряжения электрооборудования, совпадающую с верхним пределом длительно допускаемого рабочего напря­жения в электрической сети и превышающую номинальные напряжения электрооборудования 6-220 кВ на 15%. В сетях с номинальным напряжением выше 500 кВ также стремятся не допускать длительных повышений рабочего на­пряжения более чем на 5% от номинального (табл. В).

Термин «наибольшее рабочее напряжение» означает на­пряжение частоты 50 Гц, неограниченно длительное прило­жений которого к электрооборудованию допустимо по усло­виям работы его изоляции.

Однако в процессе эксплуатации энергосистемы неизбеж­но возникают разнообразные отклонения от нормальных условий и могут иметь место повышения напряжения на изоляции сверх указанных норм. Всякое превышение мгновен­ным значением напряжения на изоляции амплитуды наиболь­шего рабочего напряжения принято называть перенапряже­нием. В большинстве случаев перенапряжения имеют кратко­временный характер, поскольку они возникают при быстро затухающих переходных процессах или в аварийных режи­мах, время которых ограничивается действием релейной за­щиты и системной автоматики.

Различные виды перенапря­жений имеют длительность от единиц микросекунд до нескольких часов. Даже самые кратковременные перенапря­жения высокой кратности могут привести к пробою или перекрытию изоляции с последующим отключением повреж­денного элемента сети и перерывом в электроснабжении по­требителей или снижением качества электроэнергии. При этом причиняется ущерб народному хозяйству. Повреждение и внеочередной ремонт электрооборудования, а также ухуд­шение режима работы энергосистемы создают ущерб энерго­системе, а недоотпуск электроэнергии и нарушение техноло­гических процессов – ущерб потребителю. Целью борьбы с перенапряжениями и их последствиями является снижение экономически приемлемыми способами ожидаемого ущерба народному хозяйству и повышение технико-экономических показателей работы энергосистемы.

Нежелательные эффекты могут возникать также в других системах, находящихся в зоне действия электромагнитных полей сети высокого напряжения. Совокупность этих эффек­тов составляет экологическое влияние на биосферу (людей, фауну, флору), а также мешающее и опасное влияние на техносферу (устройства проводной и радиосвязи, телемехани­ческие устройства, счетно-решающую электронную технику, низковольтные сети электроснабжения и т. П.). Именно эти влияния определяют условия электромагнитной совместимо­сти функционирования электрической сети и других систем.

Важнейшей характеристикой перенапряжений на изоля­ции является их кратность, т. Е. отношение максимального значения напряжения U_макск амплитуде наибольшего рабоче­го напряжения на данной изоляционной конструкции Ö2 U _{ном.раб}.:

Следует отметить, что при измерении кратности перена­пряжений или при ее расчете U_макс обычно относят не к вели­чине Ö2U_{ном раб,} а к фактической амплитуде рабочего напряжения, имеющего место непосредственно перед появлением перена­пряжения или установившегося после него. Это не противо­речит данному выше определению кратности по формуле (1), поскольку предполагается, что величина U_макс пропорциональна рабочему напряжению и при повышении напряжения до наибольшего рабочего значения величина кратности не изменится.

Перенапряжения, кроме того, характеризуются рядом дру­гих параметров, которые учитываются при выборе электри­ческой изоляции и средств ее защиты от перенапряжений.

Повторяемость определяется ожидаемым числом случаев возникновения перенапряжений за данный промежуток вре­мени.

Форма кривой перенапряжения характеризуется длиной фронта, длительностью, числом импульсов и временем су­ществования данного перенапряжения.

Широта охвата сети определяет число изоляционных конструкций, на которые одновременно воздействует данное перенапряжение.

Важное значение для оценки перенапряжений имеют также статистические характеристики ущерба в случае повреждения изоляции.

Все перечисленные параметры перенапряжений являются, как правило, случайными величинами, что определяет необходимость статистического подхода к их исследованию и обоснованию требований к электрической прочности изоляции и характеристикам защитных устройств.

В зависимости от места приложения можно выделить раз­личные типы перенапряжений. Наибольшее практи­ческое значение имеют фазные перенапряжения. Они воздей­ствуют на изоляцию токоведущих частей электрооборудова­ния от земли или заземленных конструкций. К этой изоляции нормально приложено фазное напряжение. Однако в сетях с изолированной нейтралью следует учитывать, что в про­цессе поиска места замыкания на землю (длительностью от минут до нескольких часов) к фазной изоляции может быть приложено линейное напряжение.

Междуфазные перенапряжения рассматриваются при вы­боре междуфазной изоляции, например – расстояний между проводами разных фаз на линиях и подстанциях, обмотками различных фаз трансформаторов, машин, реакторов. Рабо­чим напряжением для этих видов изоляции является линей­ное напряжение.

Внутрифазные перенапряжения возникают между раз­личными токоведущими элементами одной и той же фазы, например между соседними витками или катушками об­мотки трансформатора, а также между нейтралью и землей.

Перенапряжения между контактами коммутирующих ап­паратов возникают в процессе отключения участка сети или при несинхронной работе двух участков сети.

Внутренние перенапряжения возникают в электрических системах в результате коммутаций.

Коммутации могут быть оперативными(плановыми), например:

а) включение и отключение ненагруженных линий;

б) отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов поперечной компенсации;

в) отключение конденсаторных батарей.

Однако чаще внутренние перенапряжения возникают при аварийных коммутациях в результате действия релейной защиты или противоаварийной автоматики.

К аварийным коммутациям можно отнести:

а) отключение выключателями короткого замыкания;

б) автоматическое повторное включение линий;

в) внезапный сброс нагрузки и др.

Внутренние перенапряжения обычно проявляются в виде колебаний. Всякая электрическая система обладает колебательными свойствами, однако в нормальном режиме работы эти колебательные свойства обычно не проявляются. Колебательные свойства электрической системы, могущие вызвать появление перенапряжений, проявляются при нарушении баланса между генерируемой и поглощаемой энергией. Причиной нарушения баланса может явиться внезапное отключение элементов, способных поглощать энергию (активной нагрузки, сосредоточенных и распределенных сопротивлений и проводимостей схемы).

Если параметры колебательного контура соответствуют резонансным или близки к ним, то возникают резонансные перенапряжения – перенапряжения установившегося режима. В системе с элементами, имеющими линейные характеристики может возникнуть линейный резонанс. Если же элементы электрической сети имеют нелинейный характер (ненагруженные трансформаторы, реакторы), то возникает нелинейный феррорезонанс.

Резонансным перенапряжениям предшествует переходный режим – коммутационные перенапряжения.В том случае, если условия в колебательном контуре электрической сети далеки от резонансных, то внутренние перенапряжения при коммутациях имеют только переходный характер, т.е. являются коммутационными.

Как было отмечено выше внутренние перенапряжения характеризуются: кратностью

, (1.2)

формой кривой перенапряжения, позволяющей определить воздействия на изоляцию и составом оборудования электрической сети, подверженного действия данного вида перенапряжения.

Перечисленные характеристики имеют большой статистический разброс, так как их значения зависят от большого числа факторов, в том числе имеющих случайный характер.

Амплитуда допустимых перенапряжений на изоляции высоковольтных электрических машин определяется по следующей формуле:

U = U , (1.3)

где U — номинальное напряжение, U — допустимое напряжение.

Допустимая кратность перенапряжений на изоляции машин составляет не более 2,6 – 2,9 по отношению к номинальному фазному напряжению и 2,2 – 2,4 по отношению к максимальному фазному рабочему напряжению.

U U , (1.4 )

где — коэффициент импульса при внутренних перенапряжениях для класса напряжений 6 – 35 ;

k — коэффициент кумулятивности.

Ниже приведена табл.1.1. допустимых кратностей внутренних перенапряжений для электрооборудования напряжением 6 – 35 кВ с нормальной изоляцией.

Допустимые кратности перенапряжений

U кВ	6,0	6,6	13,8	110-150	220-330
U кВ	29,5	29,5	41,5	41,5
К (фаз)	7,5	7,1	6,2	6,0	6,0	5,2
К	4,3	4,1	3,6	3,5	3,5	3,0	3,5	3,0	3,0	2,5	2,1

Величины, числено характеризующие внутренние перенапряжения, оказываются зависимыми от ряда случайных обстоятельств: от схемы сети, ее режима, ее параметров, от наличия средств борьбы с перенапряжениями и эффективности этих средств, а также от некоторых других факторов. Поэтому количественные характеристики внутренних перенапряжений оказываются величинами случайными, требующими при их рассмотрении привлечении методов математической статистики.

Можно найти такие сочетания переходных процессов, которые дают перенапряжения очень высокой кратности. Однако если такое сочетание весьма маловероятно, то его обычно не принимают в расчет, считая, что в этом случае можно допустить перекрытие внешней изоляции или срабатывание защитного аппарата (ОПН, РВ) с его возможным разрушением. В то же время и в этих очень маловероятных случаях должна быть исключена возможность повреждения внутренней изоляции машин и аппаратов. Но не всякое наложение переходных процессов маловероятно. Следует реально считаться с такими процессами, которые являются следствием друг друга. Именно на такие процессы и следует ориентироваться при оценке возможной кратности внутренних перенапряжений и выборе средств их ограничения.

Обобщение опыта эксплуатации для случаев повреждения оборудования из-за возникновения внутренних перенапряжений позволило В.С.Полякову сформулировать три условия, сочетание которых необходимо, чтобы возникали перенапряжения в сетях напряжением до 35 кВ включительно.

Первое условие – параметры сети (рис. 1.1) (емкость и индуктивность элементов) должны иметь характеристики, изменение которых способно привести к образованию резонансного контура в схеме нулевой последовательности. Как правило, это сети с током однофазного замыкания на землю до 10 А. Это означает, что не в каждой сети возможно возникновение перенапряжений, и это подтверждается практикой, так как повреждения, как правило, происходят, повторяясь на одних и тех же участках сети, в то время как на других участках сети таких повреждений не отмечается.

Второе условие – на этих участках сети внутренние перенапряжения возникают, если в контуре нулевой последовательности затухание значительно меньше критического. Это затухание вносится нагрузкой понижающих трансформаторов и электродвигателей, поэтому повреждения электрооборудования происходят в режиме, когда нагрузка в сети не превышает 30% мощности понижающих трансформаторов или электродвигателей, то – есть сеть работает в ненагруженном режиме. При этом возбуждение перенапряжений облегчается за счет высокого уровня напряжения при работе сети в ненагруженном режиме.

Третье условие – определенный характер начального события. Феррорезонансные перенапряжения возникают при неполнофазных режимах питания понижающих трансформаторов и электродвигателей, а дуговые перенапряжения – при определенном характере дуги (однополупериодическая или апериодическая) однофазного замыкания на землю. При металлическом замыкании или непрерывно горящей дуге перенапряжений не возникает.

Разные виды внутренних перенапряжений отличаются друг от друга своей кратностью, формой, частотой повторяемости и длительностью воздействия на изоляцию. Вероятность возникновения того или иного вида перенапряжений зависит от состава сети, и по данным отечественных и зарубежных исследований, в сетях собственных нужд (СН) мощных электростанций и крупных промышленных предприятий, чаще всего возникновение перенапряжений связано с неполнофазными режимами.

Рис.1.1. Примерная схема электрической сети

Источник