DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.50.027

УДК 621.315.1

АНОРМАЛЬНІ РЕЗОНАНСНІ ПЕРЕНАПРУГИ В МАГІСТРАЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ З ДЖЕРЕЛАМИ СПОТВОРЕНЬ

В.В. Кучанський, канд. техн. наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Наведено нові наукові результати досліджень, спрямованих на аналіз анормальних режимів у магістральних електричних мережах для обмеження анормальних резонансних перенапруг. Досліджено умови появи резонансних процесів у разі несиметричних та несинусоїдальних джерел спотворення. Наведено теоретичні засади виникнення анормальних резонансних перенапруг при ввімкненні лінії надвисокої напруги на ненавантажений автотрансформатор та під час здійснення паузи однофазного автоматичного повторного ввімкнення. Одним із засобів підвищення надійності й ефективності електроспоживання є застосування неповнофазних режимів ліній електропередачі надвисокої напруги 750 кВ. Реалізація однофазного автоматичного повторного ввімкнення в більшості випадків супроводжується проблемою резонансних перенапруг, які можуть стати причиною повного відмикання лінії. Ці перенапруги з’являються як наслідок резонансних явищ у колі з індуктивностями шунтуючих реакторів і розподілених ємностей ліній. Розглянуто анормальні резонансні перенапруги, що виникають внаслідок підмикання автотрансформатора до електричної мережі. Встановлено, що загальні причини появи анормальних резонансних перенапруг за наявності джерела несинусоїдних спотворень полягають у певному збігові значень параметрів елементів, які відповідають умовам резонансу струмів. Визначено, що внаслідок того, що резонанс відбувається у лінійному колі з нелінійним збудженням, яким є магнітний шунт автотрансформатора, підвищення напруги може виникнути неочікувано і значною мірою залежить від початкових умов. Описано основні підходи до вивчення анормальних перенапруг резонансу та намічено напрямки подальших досліджень. Бібл. 15, рис. 5, табл. 1.
Ключові слова: лінії електропередачі надвисокої напруги, анормальні резонансні перенапруги,несиметричний режим, однофазне автоматичне повторне ввімкнення, несинусоїдальний режим, холостий хід автотрансформатора.

АНОРМАЛЬНЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В МАГИСТРАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИСТОЧНИКАМИ ИСКАЖЕНИЙ

В.В. Кучанский, канд. техн. наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина

Рассмотрены анормальные резонансные перенапряжения, возникающие вследствие подключения автотрансформатора к электрической сети. Приведены новые научные результаты исследований, направленных на разработку классификации отдельного типа внутренних перенапряжений в магистральных электрических сетях по источникам искажений. Исследованы условия появления резонансных процессов и рассмотрены методы по их исследованию в современных электрических сетях. При неполнофазном режиме работы в электрических сетях могут возникать при плановых и аварийных отключениях в случае применения средств противоаварийной автоматики, например, однофазное автоматическое повторное включение. Реализация цикла однофазного автоматического повторного включения в большинстве случаев сопровождается проблемой резонансных перенапряжений, которые могут стать причиной полного отключения линии. Рассмотрены анормальные резонансные перенапряжения, возникающие вследствие подключения автотрансформатора к электрической сети. Исследовано, что общие причины появления анормальных резонансных перенапряжений, при наличии источника несинусоидальных искажений, заключаются в определенном стечении значений параметров элементов, соответствующих условиям резонанса токов. Определено, что в силу того, что резонанс происходит в линейной цепи с нелинейным возбуждением, которым является магнитный шунт автотрансформатора, повышение напряжения может возникнуть неожиданно и в большой степени зависит от начальных условий. Показано, что перенапряжения данного типа являются следствием действия несинусоидальности на параметры режима и могут протекать сравнительно длительное время. Установлено, что этой характеристикой они отличаются от перенапряжений, которые возникают в результате коммутаций при нормальной схеме электрической сети без источников искажений. Описаны основные подходы к изучению ненормальных перенапряжений резонанса и намечены направления дальнейших исследований. Библ. 15, рис. 5, табл. 1.
Ключевые слова: линии электропередачи сверхвысокого напряжения, анормальные резонансные перенапряжения, несимметричный режим, однофазное автоматическое повторное включение, несинусоидальный режим, холостой ход автотрансформатора.

Література:

1. GOST 20690-75 (ST SEV 1126-88, ST SEV 5797-86, ST SEV 5800-86, ST SEV 6111-87, ST SEV 6466-88) Electrical equipment of alternating current for voltage 750 kV. Requirements for the electrical strength of insulation (with Changes N 1-6).
2. IEC 60071–2 Insulation coordination – Part 2: Application guide, 2014.
3. Bazutkin V.V., Dmohovskaya L.F. Calculations of transients and overvoltages. M.: Energoatomizdat, 1983. 328 p.
4. Belyakov N.N., Kadomskaya K.P., Levinshteyn M.L. Processes with single-phase automatic re-closer of high voltage lines. M.: Energoatomizdat,1991. 256 p.
5. Dolginov A.I. Overvoltage in electrical systems. M.: Gosenergoizdat, 1962. 512 p.
6. Dolginov A.I. Resonance in electrical circuits and systems. M.: Gosenergoizdat, 1957. 328 p.
7. Dmohovskaya L.F. Engineering calculations of internal overvoltages in power transmission. M.: Energiya, 1972. 288 p.
8. Kadomskaya K.P., Lavrov Yu.A., Reyherdt A. A., Overvoltages in electrical networks for various purposes and protection from them. Novosibirsk: Novosibirskiy gosudarstvennyiy tehnicheskiy universitet, 2004. 368 p.
9. Kostenko M.V.High voltage power technique. М.: Energiya, 1975. 572 p.
10. Kostenko M.V., Kadomskaya K.P., Levinshteyn M.L., Efremov I.A. Overvoltages and protection from them in high voltage air and cable power transmission lines. L.: Nauka, 1988. 302 p.
11. Kuznetsov V.G., Tugay Y.I., Kuchanskyy V.V. Investigation of transposition EHV transmission lines on abnormal overvoltages. Tekhnichna elektrodynamika. 2013. No 6. P. 53–56.
12. Kuchanskyy V. Criteria of resonance overvoltages occurrence in abnormal conditions of extra high voltage transmission lines. Naukovi pratsi Vinnyts'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu. 2016. No 6. P. 51–54.
13. Kuchanskyy V. The application of controlled switching device for prevention resonance overvoltages in nonsinusoidal modes. Proc. 37th IEEE International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kiev, 19-21 April 2017, No 1. P. 394–399. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO.2017.7939785
14. Sadeghkhani I., Ketabi A., Feuillet R. Estimation of Temporary Overvoltages during Power System Restoration using Artificial Neural Network. IEEE Trans. Power Delivery, No. 17. P. 1121–1127.
15. Tugay Y. The resonance overvoltages in EHV network. Proc. of IEEE Sponsored IEEE Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, Poland, Lodz, September 15-17, 2009. P. 14–18. DOI: https://doi.org/10.1109/EPQU.2009.5318812