УДК 621.311.4

ВПЛИВ ЯВИЩА ГІСТЕРЕЗИСУ НА ВИНИКНЕННЯ НЕТРАДИЦІЙНИХ ФЕРОРЕЗОНАНСНИХ ПРОЦЕСІВ У ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ

Показано, що на відміну від ферорезонансних процесів на основній частоті, розрахунок нетрадиційних ферорезонансів у електричних мережах високої напруги потребує більш точного моделювання. Використання моделі гістерезису дає змогу підвищити точність розрахунку нетрадиційних ферорезонансів. Моделювання гістерезису було виконано за допомогою моделі Джілса-Атертона, що дозволило більш точно розрахувати області небезпечних параметрів нетрадиційних ферорезонансів. Наведено найбільш поширені засоби попередження розвитку таких ферорезонансних процесів. Бібл. 7, рис. 1.
Ключові слова: ферорезонанс, електрична мережа, перенапруга, надструм.

ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТА ГИСТЕРЕЗИСА НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Показано, что в отличие от феррорезонансных процессов на основной частоте, анализ нетрадиционных феррорезонансов в электрических сетях высокого напряжения требует более точных математических моделей. Отмечено, что уровень насыщения сердечника трансформатора играет одну из решающих ролей в возникновении и развитии нетрадиционного феррорезонанса. Учесть эффект гистерезиса и повысить точность нелинейной математической модели трансформатора позволяет модель Джилса-Атертона. Показано, что по сравнению с другими моделями гистерезиса, она является более простой при реализации и имеет меньшее количество параметров. Для анализа нетрадиционных феррорезонансов разработана обратная модель Джилса-Атертона в величинах, которые используются на практике. Чтобы проверить, как модель гистерезиса влияет на определение возможности возникновения нетипичных феррорезонансных процессов, был проведен анализ феррорезонансной схемы для распределительного устройства подстанции высокого напряжения. Варьировались эквивалентная емкость делителей напряжения выключателя и эквивалентная емкость шин и присоединенного оборудования. Системы дифференциальных уравнений решались методом Рунге-Кута четвертого порядка. В отличие от расчета с аппроксимацией кривой намагничивания трансформатора полиномом одиннадцатого порядка, при учете гистерезиса с помощью обратной модели Джилса-Атертона была найдена область опасных параметров существования нетрадиционного феррорезонансного процесса. Моделирование с помощью программного обеспечения Matlab-Simulink подтвердило возможность появления в данной области хаотического феррорезонанса. Учет гистерезиса с помощью модели Джилса-Атертона дает возможность более точно очертить области, в которых существует вероятность возникновения нетрадиционного феррорезонансного процесса. Отмечены возможные средства предупреждения развития данных феррорезонансных процессов. Библ. 7, рис. 1.
Ключевые слова: феррорезонанс, электрические сети, перенапряжение, сверхток.

THE IMPACTS OF HYSTERESIS ON THE DEVELOPMENT OF NON-CONVENTIONAL FERRORESONANCE PROCESSES IN ELECTRICAL NETWORKS

This article investigates the impacts of hysteresis on the calculations of non-conventional ferroresonance phenomena. It is shown that unlike fundamental frequency ferroresonance, non-conventional ferroresonance analysis in high voltage electrical networks require more accurate simulation. As one of the initial conditions the level of saturation of the transformer core plays a major role in the initiation and development of non-conventional ferroresonance. The Jiles-Atherton model allows to take into account the hysteresis effect and improve the accuracy of the transformer nonlinear mathematical model. It is indicated that this model easier in simulation and has few parameters in comparison with the other hysteresis models. For the analysis of non-conventional ferroresonance the inverse Jiles-Atherton model is applied and allows to model of nonlinear ferromagnetic core. To verify how the model of hysteresis affects the calculation of non-conventional ferroresonance the feroresonant circuit of high-voltage substation switchgear is applied. Capacities of voltage dividers and the sum of the electric equipment capacities relative to the ground are varied. To solve the systems of differential equation the fourth-order Runge-Kutta method is used. Taking into account hysteresis with the inverse Jiles-Atherton model helps to more accurately delineate the areas in which the initiation of non-conventional ferroresonance is possible. The means of the prevention of non-conventional ferroresonance development are presented. References 7, figure 1.
Key words: ferroresonance, high-voltage electrical networks, overvoltage, overcurrent.