Спосіб неруйнівної діагностики передаварійного стану електрообладнання з обмотками високої напруги

УКРАЇНА (19) UA (11) 83102 (13) C2 (51) МПК (2006) G01R 27/00 G01R 31/00 G01D 21/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ НЕРУЙНІВНОЇ ДІАГНОСТИКИ ПЕРЕДАВАРІЙНОГО СТАНУ ЕЛЕКТРООБЛАД НАННЯ З ОБМОТКАМИ ВИСОКОЇ НАПРУГИ (13) Система профілактичних випробувань ізоляції обладнання підвищеною напругою згідно затверджених норм [Нормы испытания электрооборудования, 5-е издание, М.; Атомиздат, 1978, 304с.] і ГОСТів [ГОСТ 1516.1-76*. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 3 до 500кВ. 83102 Спосіб може бути застосований в електроенергетиці для прогнозування можливості пошкодження ізоляції основного обладнання з обмотками високої напруги (силові та вимірювальні трансформатори, електричні машини) при дії на нього з боку мережі живлення внутрішніх перенапруг. (11) електрообладнання з метою зміни значення резонансної частоти та уточнення параметрів дії зовнішніх перенапруг на окремі елементи конструкції, всередині об’єму електрообладнання розташовують в наперед визначеному місці провідну поверхню, ізольований вивід від якої виводять назовні, синтезують узагальнену модель ізоляції електрообладнання у вигляді сук упності двополюсників, які розташовують між виводами електрообладнання та виводом провідної поверхні і корпусом для усі х можливих варіантів їх сполучення, незалежні частотні характеристики ізоляції знімають в кількості, достатній для визначення частотних характеристик кожного двополюсника по черзі між виводами електрообладнання і корпусом, між виводами електрообладнання і корпусом при заземленій провідній поверхні, між виводами електрообладнання та ізольованим виводом провідної поверхні, між заземленими виводами електрообладнання та ізольованим виводом провідної поверхні, між ізольованим виводом провідної поверхні та корпусом, на підставі отриманих незалежних частотних характеристик синтезують відносно всіх виводів електрообладнання математичну модель ізоляції електрообладнання, яку використовують як складову частину моделі електричної мережі для визначення параметрів дії зовнішніх перенапруг на окремий елемент ізоляції електрообладнання. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що паралельно до точок приєднання електрообладнання встановлюється фільтр, якій має малий опір на резонансній частоті електрообладнання. (19) (21) a200608055 (22) 17.07.2006 (46) 10.06.2008, Бюл.№ 11, 2008 р. (72) НИКОНЕЦЬ ЛЕОНІД ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, БУБРЯК АН АТОЛІЙ ЕРНЕСТОВИЧ, UA (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ЛЬВІВОБЛЕНЕРГО", UA, Н АУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО "СОЮЗ", U A (56) SU 368558, 26.01.1973 SU 744376 A, 30.06.1980 US 5194817, 16.03.1993 JP 3277978, 09.12.1991 JP 4368415, 21.12.1992 RU 2125271 C1, 20.01.1999 (57) 1. Спосіб неруйнівної діагностики передаварійного стану електрообладнання з обмотками високої напруги, який полягає у вимірюванні значення опору його ізоляції в діапазоні частот 0-150 кГц, який відрізняється тим, що додатково визначають для розрахункового режиму мережі живлення її опір відносно точок підключення вищезгаданого електрообладнання в діапазоні частот 0-150 кГц, далі визначають резонансні частоти мережі живлення та ізоляції електрообладнання, які порівнюють між собою, якщо резонансні частоти близькі або збігаються, роблять висновок про велику ймовірність пошкодження ізоляції електрообладнання і необхідність прийняття заходів щодо зміни резонансних частот мережі живлення і підвищення завдяки цьому надійності роботи електрообладнання. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у випадку доцільності внесення змін в конструкцію C2 2 UA 1 3 83102 4 Требования к электрической прочности изоляции. тотних характеристик по осі частоти. За результаМ.; 1985, 61 с; тами досліджень визначають екстремальні точки ГОСТ20690-75*. Электрооборудование перена цих характеристиках, а за ступенем демпфуменного тока на напряжение 750кВ. Требования к вання роблять висновки щодо зміни стану ізоляції электрической прочности изоляции. М. 1975, 20 с; [Ахметшин P.C., Рыбаков Л.М. Те хнические средсГОСТ 1516.2-97, Межгосударственный стантва диагностирования силовых трансформаторов дарт. Электрооборудование и электроустановки 10/0,4кВ на основе частотных характеристик. переменного тока на напряжение 3кВ и выше. „Электричество", №5/2005, стр.19-26]. Общие методы испытания электрической прочноТаким чином усі ви ще наведені аналоги, разом сти изоляции. Киев. Госстандарт Украины. 1999, з останнім, який вибрано в якості прототипу, пе32с], що базується на періодичних випробуваннях, редбачають, що причина пошкодження ізоляції може в сучасних умовах призвести до протилежобладнання міститься всередині об'єкта, характеного, порівняно з очікуваним, результату. Існує ристики якого досліджуються. дуже велика ймовірність того, що значну частину Взагалі надійність будь-якого обладнання заобладнання буде пошкоджено і її не буде чим залежить не тільки від його стану, але й від парамемінити. трів діючих збурень, значення яких формуються Додатковими до випробувань високою напруконкретними умовами, що склалися в конкретному гою є вимірювання деяких електричних характеривузлі електричної мережі де приєднано дане обстик ізоляції, що безпосередньо свідчать про здаладнання. тність обладнання витримувати дію робочої Нормативні документи багатьох країн [напринапруги [A.B. Сапожников Уровни изоляции электклад „Руководство по защите электрических сетей рооборудования высокого напряжения. Нормы и 6-1150кВ от грозовых и внутренних перенапряжеметоды испытания электрической прочности. ний". РД 153-34.3-35.125-99, Издание второе. Ут„Энергия", М., 1969, 296с]. верждено первым заместителем председателя Відомі неруйнівні профілактичні способи. „ОдПравления РАО „ЕЭС России" О.В. Бритвенным ним із найстаріших способів контролю ізоляції є 12.07.1999 г., Санкт-Петербург, из-во ПЭПИК, вимірювання її опору. Вважається, що величина 1999, 333с.] пропонують „...для підвищення надійопору ізоляції дорівнює відношенню прикладеної ності роботи ізоляції мереж, передусім, що постапостійної напруги до струму, який проходить через ріла в процесі багаторічної експлуатації, доцільно ізоляцію. Як показав досвід, опір ізоляції значно в конкретних умовах експлуатації передбачати зменшується при виникненні наскрізних дефектів, додаткові заходи з обмеження перенапруг...". що спричиняють збільшення провідності на всьому Характерним прикладом, що демонструє шляху від одного електрода до іншого", [сторінка вплив параметрів мережі на надійність обладнан18, Методи профілактики високовольтного устатня, підключеного до неї, є ферорезонансні процекування, І.К. Федченко , М.Ю. Ієр усалімов Київ, си, які призводять, як правило, до пошкодження 1959, 19с]. Дефекти, які не мають наскрізного хаобладнання. рактеру, вимірюванням опору ізоляції не виявляЗ вище наведеного можна зробити висновок, ються. Проте за характером зміни величини опору що використовуючи прототип, тобто використовув часі можна робити висновки про ступінь зволоючи спосіб неруйнівної діагностики перед аварійження ізоляції. ного стану електрообладнання з обмотками висо„Для контролю вологості обмоток силових кої напруги, що полягає у вимірюванні опору його трансформаторів використовуються залежності ізоляції в діапазоні частот 0-150кГц, не можна пеємності обмоток від частоти..." „Цей метод отриредбачити випадки виходу обладнання з ладу, мав назву „ємність-частота". Він зводиться до випричиною яких є надмірні впливи параметрів дії мірювання ємності обмоток трансформатора на електричної мережі до якої підключено електрообдвох частота х. Відношення ємностей є критерієм ладнання. зволоження ізоляції"" (там же, стор.51). В основу винаходу поставлено задачу удоскоТаким чином відомі неруйнівні профілактичні налення способу неруйнівної діагностики перед методи (способи) дають лише якісні уявлення про аварійного стану електрообладнання з обмотками стан ізоляції, оскільки один і той самий результат високої напруги, який полягає у вимірюванні опору отриманий при вимірюванні, може бути зумовлейого ізоляції в діапазоні частот 0-150кГц, шляхом ний цілим рядом взаємовиключних причин. „Надодаткового визначення для розрахункового режаль система профілактичних випробувань стає жиму значення опору мережі живлення відносно все менш ефективною. Нерідко обладнання відточок підключення вищезгаданого електрообладмовляє через кілька місяців чи навіть днів після нання в діапазоні частот 0-150кГц, далі визначапрофілактичних випробувань, що свідчить про ють резонансні частоти мережі живлення та ізолянеефективність існуючої системи" [A.C. Кудратилції електрообладнання, які порівнюють між собою, лаев, Методы и устройства контроля изоляции якщо резонансні частоти близькі або збігаються высокого напряжения, Ташкент, Издательство роблять висновок про велику ймовірність пошко„ФАН" Узбекской ССР, 1988, 210с]. дження ізоляції електрообладнання, чим забезпеЗа останні роки набули поширення способи дічується можливість вживання заходів щодо зміни агностування ізоляції трансформаторів за зміною резонансних частот мережі живлення і, як наслів часі їх частотних характеристик. Розробка таких док, підвищення надійності роботи електрообладспособів ґрунтується на явищі зміни власної часнання. тоти обмотки від зволоження, старіння та інших У випадку доцільності внесення змін в конспричин, завдяки чому відбувається зміщення частрукцію електрообладнання з метою зміни значен 5 83102 6 ня резонансної частоти та уточнення параметрів 10 (а - модуль комплексного опору ізоляції, б - кут дії зовнішніх перенапруг на окремі елементи конскомплексного опору ізоляції) для схеми вимірютрукції, в середині об'єму електрообладнання розвання на Фіг.7; ташовують в наперед визначеному місці провідну Φіг.10. Частотна характеристика ізоляції виміповерхню, ізольований вивід від якої виводять рювального трансформатора напруги типу НОМназовні, далі синтезують узагальнену модель ізо10 (а - модуль комплексного опору ізоляції, б - кут ляції електрообладнання у вигляді сукупності двокомплексного опору ізоляції) для схеми вимірюполюсників, які розташовують між виводами елеквання на Фіг.8; трообладнання та виводом провідної поверхні і Фіг.11. Математична модель ізоляції трансфокорпусом для усіх можливих варіантів їх сполученрматора напруги НОМ-10 у вигляді розрахункової ня, незалежні частотні характеристики ізоляції схеми; знімають в кількості достатній для визначення часФіг.12. Математична модель ізоляції трансфототних характеристик кожного двополюсника по рматора напруги НОМ-10, як складова моделі елечерзі між виводами електрообладнання і корпуктричної мережі; сом, між виводами електрообладнання і корпусом Фіг.13. Цифрограми параметрів режиму при при заземленій провідній поверхні, між виводами еквівалентній ємності мережі 0,023мкФ, обмотка електрообладнання та ізольованим виводом проНН трансформатора напруги не заземлена, частовідної поверхні, між заземленими виводами електта власних коливань мережі 4480Гц; рообладнання та ізольованим виводом провідної Фіг.14. Цифрограми параметрів режиму при поверхні, між ізольованим виводом провідної поеквівалентній ємності мережі 10мкФ, обмотка НН верхні та корпусом, на підставі отриманих незалетрансформатора напруги не заземлена; жних частотних характеристик синтезують відносФіг.15. Математична модель ізоляції трансфоно всіх виводів електрообладнання математичну рматора напруги НОМ-10, як складова моделі елемодель ізоляції електрообладнання, яку викорисктричної мережі із встановленим високочастотним товують як складову частину моделі електричної фільтром; мережі для визначення параметрів дії зовнішніх Фіг.16. Цифрограми параметрів режиму при перенапруг на окремий елемент ізоляції електроеквівалентній ємності мережі 0,023мкФ, обмотка обладнання. НН трансформатора напруги не заземлена, частоПоставлена задача досягається також тим, що та власних коливань мережі 4480Гц, з встановлепаралельно до точок приєднання електрообладним високочастотним фільтром; нання встановлюється фільтр, що мас малий опір Реалізацію способу неруйнівної діагностики на резонансній частоті електрообладнання. передаварійного стану обладнання з обмотками Для наочності опису винаходу та роз'яснення високої напруги проведемо на прикладі трансфойого суті використано наступні фігури: рматора напруги типу НОМ-10, який працює в меФіг.1. Схема установки для зняття частотної режі 10кВ. В якості розрахункового режиму мережі характеристики трансформатора напруги НОМ-10 прийнято режим однофазного металевого замиміж його виводами і корпусом при заземленій прокання на землю тієї фази, до якої не приєднаний відній поверхні; трансформатор напруги. Фіг.2. Частотна характеристика ізоляції виміДля вимірювання опору ізоляції трансформарювального трансформатора напруги типу НОМтора напруги складають схему, наведену на Фіг.1. 10 (а - модуль комплексного опору ізоляції, б - кут Виводи обмотки високої напруги трансформатора комплексного опору ізоляції) для схеми вимірюнапруги 1 і 2 замикають і приєднують до одного з вання на Фіг.1; виводів джерела живлення 3, інший вивід послідоФіг.3. Схема визначення опору моделі електвно з амперметром 4 приєднують до корпусу ричної мережі відносно точок приєднання транстрансформатора напруги 5, до нього ж приєднуформатора напруги типу НОМ-10 в діапазоні часють замкнені виводи обмотки низької напруги 6 і 7. тот 0-150кГц в режимі однофазного металевого Паралельно з джерелом живлення 3 вмикають замикання на землю; вольтметр 8. В якості джерела живлення викорисФіг.4. Опір електричної мережі відносно точок тано генератор низькочастотних сигналів ГЗ-109, приєднання трансформатора напруги НОМ-10 на для вимірювання струму та напруги - універсальчастотах 0-150кГц при еквівалентній ємності мений вольтметр типу В7-21А. Кут зсуву між прикларежі 0,023 мкФ і 10мкФ; деною напругою та струмом витоку ізоляції виміФіг.5. Узагальнена модель ізоляції трансфоррюють за допомогою будь-якого двохпроменевого матора напруги типу НОМ-10; осцилографа, наприклад, С1-77. Фіг.6. Узагальнена спрощена модель ізоляції Частоту джерела живлення міняють в діапазотрансформатора напруги типу НОМ-10. ні від 0 до 150кГц і одночасно фіксують покази Фіг.7. Схема установки для зняття частотної приладів. За даними приладів будують криві залехарактеристики трансформатора напруги НОМ-10 жності модуля (Фіг. 2,а) і фази (Фіг.2,б) комплексміж його заземленими виводами ВН та ізольованого опору ізоляції трансформатора напруги від ним виводом провідної поверхні; частоти. На Фіг.2 (а, б) чітко видно резонанси - в Фіг.8. Схема установки для зняття частотної діапазоні 4000-5150Гц та 78-86кГц. характеристики трансформатора напруги НОМ-10 Наступним кроком є визначення для розрахунміж ізольованим виводом провідної поверхні та кового режиму опору мережі живлення відносно корпусом; точок приєднання вищезгаданого електрообладФіг.9. Частотна характеристика ізоляції вимінання в діапазоні частот 0-150кГц та визначення рювального трансформатора напруги типу НОМрезонансних частот мережі живлення. Ці частоти 7 83102 8 відрізняються в різних точках мережі, оскільки вообмотка низької напруги трансформатора напруги, ни залежать від потужності силових трансформаізольовані виводи 6,7 від якої виведено назовні). торів на підстанції, кількості і типу ліній приєднаДалі синтезують узагальнену модель ізоляції них до шин підстанції, режиму роботи нейтралі електрообладнання у вигляді сукупності двополюмережі, наявності компенсації реактивної потужсників (17-26), які розташовують між виводами ності та багатьох інших факторів. Мало того, ці трансформатора напруги та виводом провідної частоти відрізняються в робочих і аварійних режиповерхні і корпусом для всіх можливих варіантів їх мах. Тому моделювання проводять для конкретносполучення (Фіг.5). На кришці трансформатора го вузла електричної мережі де передбачається напруги наявні два виводи обмотки високої напрувстановлювати тестоване обладнання. Це роблять ги 1 і 2, два виводи обмотки низької напруги 6 і 7 а для усіх можливих режимів роботи (робочі режими також вивід корпусу 5. і КЗ), та для усі х можливих конфігурацій схеми Як видно з Фіг.5, для кожної частоти ми маємо підстанції (виведення в ремонт ліній, силових десять невідомих значень опорів 17-26. Для їх трансформаторів, систем шин і т.д.). визначення необхідно провести на кожній частоті Для простоти і наочності електрична мережа по десять незалежних вимірів вхідного опору реа(Фіг.3) змодельована параметрами стандартного льного об'єкта НОМ-10. Оскільки конструкція реасилового трансформатора номінальною потужнісльного об'єкта симетрична, логічно прийняти, що тю ST=1000кBА. Повздовжні параметри заступної величини опорів 18 і 20 рівні (аналогічно однакосхеми силового трансформатора, змодельовано вими будуть величини опору двополюсників 21 і індуктивністю 19,34мГн (9 на Фіг.3) і активним опо22, 23 і 26, 24 і 25). Виводи обмотки низької напруром 1,55Ом (10), а поперечні параметри (втрати в ги 6 і 7 з'єднані в один вузол 27 через значно менсталі) індуктивністю 7,02Гн (11) і активним опором ший опір цієї обмотки порівняно з опором ізоляції. 18,38кОм (12). Зміна форми (частоти вільних коТаке припущення скорочує кількість потрібних неливань) імпульсу, що діє на ізоляцію досягалась залежних дослідів з десяти до шести. Величина зміною См - еквівалентної ємності мережі (13, опору двополюсника між вузлами 27 та 5 буде в Фіг.3). Тут ЕРС в усіх трьох фазах зашунтовано, а два рази менша за величини опорів 24 чи 25 (позамість трансформатора напруги (точки 14 і 15 на значимо його 28, Фіг.6). На Фіг.6 показано спрощеФіг.3) ввімкнено послідовно з амперметром 4 одну узагальнену модель ізоляції трансформатора нофазне джерело живлення 3. Напругу на джерелі напруги. Зокрема варто зупинитися на двополюсживлення фіксують вольтметром 8. Імітація метанику 17. Якщо взяти до уваги те, що ввімкнення левого замикання на землю фази до якої не під(або вимкнення) трансформатора напруги в мереключено трансформатор напруги, здійснюється за жу не може істотно змінити параметри самої медопомогою ключа 16. режі, а отже і частоту її власних коливань, то наДля двох випадків, коли См =0,023мкФ і явність чи відсутність двополюсника 17 в моделі См =10мкФ змінювали частоту джерела живлення в трансформатора напруги не призведе до зміни діапазоні 0-150кГц та обчислювали значення опорежиму роботи ізоляції. Іншими словами, різниця ру за відомими значеннями напруги та стр уму, що потенціалів між виводами 1 і 2 трансформатора протікав через джерело живлення. На Фіг.4 видно, напруги визначається параметрами мережі та не що частота вільних коливань системи буде 200Гц зміниться від того буде врахо вано чи ні в моделі при См =10мкФ і 4550Гц при См =0,023мкФ. ізоляції трансформатора напруги двополюсник 17. Отже на любій підстанції з ідентичними параЗ огляду на вище сказане, нехтуємо опором 17 і не метрами (силовий трансформатор потужністю враховуємо його в подальшому. 1000кВА та еквівалентною ємністю мережі Частотні характеристики знімають по черзі між См =0,023мкФ, що може бути наприклад ємністю виводами електрообладнання і корпусом при засистеми шин при включені трансформатора на земленій провідній поверхні (Фіг.1), між заземлехолостий хід) є велика ймовірність ушкодження ними виводами електрообладнання та ізольоваізоляції НОМ-10 в подібних режимах, незалежно ним виводом провідної поверхні (Фіг.7), між від того скільки трансформатор часу в експлуатаізольованим виводом провідної поверхні та корпуції, скільки мав ремонтів і коли проходив профілаксом (Фіг.8). тичні випробування. На Фіг.7 один з виводів джерела живлення 3 Важливо, що кратність перенапруг залежить приєднуються до замкнутих виводів обмотки висотакож від еквівалентної потужності мережі живкої напруги трансформатора напруги 1 і 2 а також лення, а отже аналогічна картина буде на підстандо корпуса трансформатора напруги 5. Інший виціях з потужністю силових трансформаторів від джерела живлення приєднують послідовно з ST=10MBA і еквівалентною ємністю мережі відпоамперметром 4 до замкнених виводів обмотки відно 0,23мкФ а також при ST=100MBA і низької напруги 6 і 7. Паралельно з джерелом жиСМ=2,3мкФ. Що є вже реальними експлуатаційнивлення 3 вмикається вольтметр 8. ми параметрами звичайних робочих режимів багаНа Фіг.8 виводи 1 і 2 обмотки високої напруги тьох з існуючи х підстанцій. трансформатора напруги замикаються з виводами У випадку доцільності внесення змін в конс7 і 6 обмотки низької напруги і приєднуються до трукцію електрообладнання та уточнення парамеодного з виводів джерела живлення 3. Інший вивід трів дії зовнішніх перенапруг на окремі елементи джерела живлення приєднують послідовно з амконструкції, в середині об'єму електрообладнання перметром 4 до корпусу трансформатора напруги розташовують в наперед визначених місцях прові5. Паралельно з джерелом живлення 6 вмикається дну поверхню (в нашому випадку її роль виконує вольтметр 8. 9 83102 10 Частотні характеристики отримані з допомо- миттєве значення струму витоку через корпус гою схем на фігурах 7 і 8 показані відповідно на трансформатора напруги на землю. Електроруфігурах 9 і 10. На підставі отриманих незалежних шійна сила в заступній схемі мережі позначена частотних характеристик синтезують відносно всіх цифрою 64 для фази А, 65 для фази В і 66 для виводів електрообладнання математичну модель фази С. Пристрій 67 реєструє миттєве значення ізоляції електрообладнання (Фіг.11). В нашому напруги U1. Пристрій 68 реєструє миттєве значенвипадку модель має чотири вузли: ви води обмотки ня напруги U2. Пристрій 69 реєструє миттєве знависокої напруги - вузли 1 і 2, виводи обмотки низьчення напруги U3. Пристрій 70 реєструє миттєве кої напруги 7 і 6, що з'єднані в один вузол 27 і вузначення струму І1 . Пристрій 71 реєструє миттєве зол 5 - металевий корпус трансформатора. значення струму І2 . Пристрій 72 реєструє миттєве Опір двополюсника 21 моделюється трьома значення струму І3 . елементами, що ввімкнені послідовно. Перший На фазі без трансформатора напруги, через елемент є паралельно з'єднаними індуктивністю 0,0047с після початку розрахунку за допомогою величиною 10Гн (позначена 29 на Фіг.11), ємністю ключа 16 імітується металеве замикання на зем0,075нФ (позначена 30) і активним опором лю. Цифрограми такого режиму при С м -0,023мкФ 2527кОм (31). Другий елемент є паралельно з'єднаведено на Фіг.13. Саме при такій ємності власні наними індуктивністю величиною 3,965мГн (позначастоти системи і трансформатора напруги збігачена 32 на Фіг.11), ємністю 0,0865нФ (позначена ються, що викликає резонанс. З Фіг.13 видно, що 33) і активним опором 53,35кОм (34). Третій елезначення струмів витоку, що стікають з обмоток мент є чотирма послідовно з'єднаними R-C ланкатрансформатора напруги, в режимі однофазного ми з паралельних ємності та активного опору з замикання на землю мережі в резонансному репараметрами відповідно: активний опір 63120МОм жимі перевищують стр ум в нормальному режимі у (35) і ємність 0,094нФ (36), 15820МОм (37) і 79,05 рази, а значення струму витоку з корпуса 0,286нФ (38), 6520МОм (39) і 0,657нФ (40), трансформатора в 182,8 рази, значення напруги 3922МОм (41) і 1,03нФ (42). на обмотках високої напруги більші за номінальну Опір двополюсника 23 моделюється трьома в 2,44 рази і в 6,17 рази для напруги на незаземелементами, що ввімкнені послідовно. Перший леній обмотці низької напруги відносно землі. Тут елемент є паралельно з'єднаними індуктивністю Кu і КІ - відношення величин напруг і стр умів в ревеличиною 2,56Гн (позначена 43 на Фіг.11), ємнісжимі металевого замикання на землю та в роботю 0,479нФ (позначена 44) і активним опором чому режимі. Важливо, що значення цих струмів і 581кОм (45). Другим елементом є активний опір напруг істотно перевищують номінальний струм величиною 7кОм (46). Третій елемент є чотирма обмотки високої напруги та номінальну напругу послідовно з'єднаними R-C ланками з паралельобмотки низької напруги трансформатора. них ємності та активного опору з параметрами Для порівняння встановимо См=10мкФ. В тавідповідно: активний опір 237,4МОм (47) і ємність кому варіанті власні частоти системи (200Гц) і 0,079 нФ (48), 21,37МОм (49) і 0,262нФ (50), трансформатора напруги (4550Гц) не збігаються і 49,42МОм (51) і 0,327нФ (52), 0,076МОм (53) і даний режим буде не такий екстремальний для 0,376нФ (54). ізоляції. Цифрограми режиму при С М=11мкФ покаОпір двополюсника 28 моделюється двома зано на Фіг.14. Значення струмів витоку, що стікаелементами, що ввімкнені послідовно. Перший ють з обмоток трансформатора напруги, в режимі елемент є активний опір величиною 2кОм (55). однофазного замикання на землю мережі перевиДругий елемент є чотирма послідовно з'єднаними щують стр ум в нормальному режимі у 4,82 рази, а R-C ланками з паралельних ємності та активного значення струму витоку з корпуса трансформатоопору з параметрами відповідно: активний опір ра в 9,93 рази, значення напруги на обмотках ви537,3МОм (56) і ємність 0,368 нФ (57), 174,2МОм сокої напруги більші за номінальну в 2,71 рази і в (58) і 1,136нФ (59), 78,17МОм (60) і 2,531нФ (61), 4,38 рази для напруги на обмотці низької напруги 1,978МОм (62) і 2,986нФ (позначено як 63). відносно землі. Ці величини по струмах на порядок Дана модель максимально точно відтворює менші за аналогічні на Фіг.13, також на третину частотну характеристику об'єкта, адже часові хаменший рівень перенапруг на обмотці низької нарактеристики параметрів режиму реального лінійпруги. Отже рівень внутрішніх перенапруг на підного об'єкту (яким є ізоляція) і його моделі будуть станції з такими параметрами є прийнятний для ідентичними, якщо їх частотні характеристики збіелектричної міцності ізоляції трансформатора нагаються. пруги. Синтезовану математичну модель ізоляції В першому ж випадку, коли власні частоти сиелектрообладнання використовують, як складову стеми і трансформатора напруги збігаються в кожчастину моделі електричної мережі для визначенній конкретній ситуації приймаються заходи, щодо ня параметрів дії зовнішніх перенапруг на окремий зменшення внутрішніх перенапруг які будуть заелемент ізоляції електрообладнання (Фіг.12). Дана лежати від специфіки підстанції (наявність обслузаступна схема є лінійною, тому і струми і напруги говуючого персоналу, компенсації реактивної поне складно розрахувати числовими методами чи тужності і т.д.). В якомусь випадку, можливо, аналітично. U1, U2 - миттєві значення напруг фаз достатньо буде, внести зміни в посадові інструкції мережі до яких під'єднано трансформатор напруоперативного персоналу підстанції, спрямовані на ги, U3 - миттєве значення напруги на провідній те щоб, наприклад, трансформатори напруги вмиповерхні (в нашому випадку це обмотка низької кати за допомогою роз'єднувачів на систему шин напруги) відносно землі, І1, І 2 - миттєві значення вже після того, як були зроблені комутації вимикаструмів через ізоляцію обмотки високої напруги, І3 чами і т.д. В якихось випадках може буде достат 11 83102 12 ньо ввімкнути (або вимкнути) кілька секцій кондензначення струму І 5. Тут І 4, І5 - миттєві значення саторних батарей на шинах підстанції. струмів, що протікають через фільтр. А на фігурі В окремих випадках для захисту дорогого об16 показано цифрограми розрахунків режиму одладнання (наприклад, силових трансформаторів) нофазного металевого замикання на землю з еквідоцільно встановлювати паралельно з ним висовалентною ємністю мережі 0,023мкФ та фільтром кочастотні фільтри, налаштовані на резонансні увімкненим паралельно з трансформатором начастоти, котрі б шун тували при перенапругах це пруги. Значення струмів витоку, що стікають з обобладнання. В якості таких фільтрів використовумоток трансформатора напруги, в режимі однофається стандартне обладнання для організації визного замикання на землю мережі перевищують сокочастотного зв'язку по ЛЕП [Справочник по струм в нормальному режимі у 42,96 рази, а знапроектированию линий электропередачи, М.Б. чення струму витоку з корпуса трансформатора в Вяземский, В.Х. Ишкин, К.П. Крюков и др. Под ред. 102,04 рази - це майже в два рази менше ніж без М.А. Реута и С.С. Рокотяна - 2-е изд., перераб. И фільтра в аналогічному випадку на Фіг.13. Що стодоп. - М.:Энергия, 1980 - 296с, ил., Стор.172-179.]. сується перенапруг, то вони більші за номінальні Подібний фільтр 73 показаний на Фіг.15. Він моденапруги на обмотках високої напруги в 2,43 рази і люється послідовно з'єднаними індуктивністю в 4,79 рази на обмотці низької напруги відносно 3,61мГн (74), активним опором 1,5Ом (75) і ємнісземлі, та наближаються за своїми величинами до тю 0,035мкФ (76). Пристрій 77 реєструє миттєве сприятливішого для ізоляції режиму проілюстрозначення струму І4 . Пристрій 78 реєструє миттєве ваного на Фіг.14. 13 83102 14 15 83102 16 17 83102 18 19 83102 20 21 83102 22 23 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 83102 Підписне 24 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601