Аннотация
К настоящему времени накоплена немалая статистика отказов как силового, так и измерительного трансформаторного оборудованияпо неизвестным причинам. В данной статье рассматривается одна из возможных причин аварий, происходящих с трансформаторами тока класса напряжения 330…500 кВ типа IMB. На ПС «Итатская-1150 кВ» вОРУ 500 кВ были проведены измерения высокочастотных процессов, возникающих в момент коммутаций выключателями и разъединителями. Приведены характерные осциллограммы напряжения и тока, протекающего через изоляцию трансформатора тока. Анализ амплитудно-частотного спектра данных осциллограмм показал наличие компонент с частотами в диапазоне 1,8…1,9 МГц, которые не могут быть объяснены коммутационными процессами. Дополнительно были проведены экспериментальные исследования переходных характеристик трансформатора тока IMB-550 в лабораторных условиях. При воздействии прямоугольного импульса на обмотку трансформатора тока получена резонансная частота величиной 1.4 МГц. Снижение резонансной частоты связано с индуктивностью заземляющей шины, которая использовалась в эксперименте. Определены параметры первичной обмотки трансформатора. Расчетная оценка резонансной частоты дает величину 2 МГц. Исходя из проведенных экспериментов можно утверждать о возбуждении резонанса напряжений внутри трансформатора тока IMB-550, вызванного коммутационными процессами на подстанции. Это, в свою очередь, может быть причиной возникновения аварийных ситуаций.
Ключевые слова: трансформатор тока, IMB-550, первичная обмотка, коммутация, высокочастотные перенапряжения, переходной процесс, резонанс, спектральный анализ, вейвлет-анализ, измерения
Список литературы
1. Дарьян Л.А., Коробейников С.М. Оценка изменения внутреннего давления в высоковольтном маслонаполненном электрооборудовании с герметичными сильфонами // Электричество. – 2008. – № 9. – С. 64–65. 2. Ovsyannikov A., Tzarikovsky A. The influence of high frequency overvoltages on current transformers // Proceedings of 14th International Symposium on High Voltage Engineering (ISH 2005), Beijing, 25–29 August 2005. – Beijing, 2005. – Paper B-41. 3. Фомина И.А. Исследование воздействия коммутационных перенапряжений на измерительные трансформаторы тока сверхвысокого напряжения и результаты химического анализа трансформаторного масла // Сборник научных трудов НГТУ. – 2010. – № 4. – С. 155–160. 4. Фомина И.А., Овсянников А.Г., Горелов С.В. Моделирование электромагнитных переходных процессов в трансформаторах тока IMB 550 // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2014. – № 1–2. – С. 246–252. 5. Florkowski M., Furgal J. Terminal based recognition of resonance overvoltages in transformer windings // Proceedings of the 16th International Symposium on High Voltage Engineering. – Johannesburg, 2009. – Paper A-1. 6. Florkowski M., Furgal J., Pająk P. Analysis of transient voltage distributions in transformer windings at different insulation conditions // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. – 2012. – Vol. 19, N 6. – P. 1991–1998. 7. Impact of surge steepness on propagation of high frequency overvoltages in transformers / M. Florkowski, J. Furgał, P. Kłys, M. Kuniewski, P. Pająk // Proceedings of the 19th International Symposium on High Voltage Engineering. – Pilsen, Czech Republic, 2015. – Paper 64. 8. Internal winding failure due to resonance overvoltages in distribution transformer caused by winter lightning / M. Hori, M. Nishioka, Y. Ikeda, K. Noguchi, K. Kajimura, H. Motoyama, T. Kawamura // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2006. – Vol. 21, N 3. – P. 1600–1606. 9. Villa A. Switching overvoltage during disconnection of 765 kV reactor at substation "La Arenosa" in Venezuelan system // Proceedings of the 43rd CIGRE Session. – Paris, 2010. – Paper A3-209. 10. Перенапряжения при коммутациях блочного трансформатора 500 кВ элегазовым выключателем / Ю.А. Лавров, А.Г. Овсянников, С.С. Шевченко, О.Ю. Шиллер // Электро. – 2010. – № 6. – С. 24–27. 11. Шиллер О.Ю., Овсянников А.Г. Управляемое включение шунтирующих реакторов // Электро. – 2012. – № 4. – С. 21–25. 12. Методические указания по ограничению высокочастотных коммутационных перенапряжений и защите от них электротехнического оборудования в распределительных устройствах 110 кВ и выше / РАО «ЕЭС России»; исполнители: Б.И. Ковалев, B.C. Киндяков, А.В. Ковалева, А.Г. Овсянников, В.М. Максимов. – М.: СПО ОРГРЭС, 1998. – 13 с. 13. Field measurements and modeling of high frequency transients during disconnect switch operations in EHV Substations: assessment of their effects on current transformers / M.D. del Pozo, D.A. Esteban, P. Issouribehere, G.A. Barbera, A.I. Ledesma, A. Funes // Proceedings of the 43rd CIGRE Session. – Paris, 2010. – Paper A3-207. 14. Riechert U., Krüsi U. Sologuren-Sanchez D. Very fast transient overvoltages during switching of bus-charging currents by 1100 kV disconnector // Proceedings of the 43rd CIGRE Session. – Paris, 2010. – Paper A3-107. 15. Impact of disconnector design on very fast transient overvoltages in gas-insulated UHV switchgear / M. Szewczyk, W. Piasecki, M. Stosur, U. Riechert, J. Kostovic // Proceedings of 17th International Symposium on High Voltage Engineering. – Hannover, Germany, 2011. – Paper B-013. 16. GIS Insulation properties in case of VFT and DC stress / CIGRÉ WG 15.03 // Proceedings of the 36th CIGRÉ Session. – Paris, France, 1996. – (CIGRÉ Report 15-201). 17. Liangeng B., Zutao X. Estimation of VFTO for GIS and HGIS of China 1000 kV UHV pilot project and its suppressing countermeasures // Proceedings of the IEC/CIGRÉ UHV Symposium, Beijing, China, 18–21 July 2007. – Beijing, 2007. – Paper 2-3-4. 18. Modelling and measurements of VFT properties of a transformer to GIS bushing / K. Johansson, U. Gäfvert, G. Eriksson, L. Johansson // Proceedings of the 43rd CIGRE Session. – Paris, 2010. – Paper A2-302. 19. Беляев С.Г., Львов Ю.Н., Радковский С.Г. Резонансные явления в высоковольтных вводах с твердой полимерной изоляцией // Электрические станции. – 2013. – № 1. – C. 44–48. 20. Mitigation of very fast transient overvoltages in gas insulated UHV substations / U. Riechert, M. Bösch, J. Smajic, A. Shoory, M. Szewczyk, W. Piasecki, S. Burow, S. Tenbohlen // Proceedings of the 44th CIGRE Session. – Paris, 2012. – Paper A3-110. 21. Коробейников С.М., Дрожжин А.П., Сарин Л.И. Скин-эффект в композиционных материалах // Электричество. – 2004. – № 7. – С. 2–9. 22. Илюшов Н.Я. Эффективное средство защиты электрооборудования от высокочастотных перенапряжений // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2015. – № 4. – С. 18–24. 23. Can ferrite materials or resonant arrangements reduce the amplitudes of VFTO in GIS / S. Burow, S. Tenbohlen, W. Köhler, J. Smajic, A. Trögerand, W. Holaus // Proceedings of 17th International Symposium on High Voltage Engineering. – Hannover, Germany, 2011. – Paper B-035. 24. Лавринович А.В., Исаев Ю.Н., Елгина Г.А. Определение деформаций провода обмоток трансформатора собственным магнитным полем // Известия Томского политехнического университета. – 2013. – Т. 322, № 4. – С. 176–179.
