Visokonapetostna tehnika Zaporedna in vzporedna feroresonanca delovanje regulacijskega stikala T3 174 kv Vaja 9 1
Osnovni pogoji za nastanek feroresonance L C U U L () U C () U L = U L () U C = ωc V vezju morata biti induktivnost L in kapacitivnost C (nizka omska upornost R) nduktivnost L v vezju mora imeti nelinearno karakteristiko magnetenja (železno jedro) Karakteristika U C () mora sekati U L () nekje nad kolenom 2
Dogajanje v vezju s poljubno impedanco Z (nelinearna U- karakteristika) U T 2 Z U g U Z Z T 1 Vsiljena napetost U g Naraščanje toka Ustrezna protinapetost protinapetost U Z () Stacionarno stanje U g = U Z () U g U Z () 3
Dogajanje v vezju z nelinearno impedanco Z in nestabilnim področjem U Nestabilno področje Z T 2 T 1 Višji tok T 1 * U g U Z Manjša protinapetost U Z 4
1. Vezje zaporedne feroresonance U L Kazalčni diagram U g L U L U LC U g C U C U C Stacionarno stanje: U g = U LC = U L + U C = L = C (skupen tok) Napetosti vezja: Navzven: U LC Navznoter: (U( L in/ali U C ) > U LC 5
Pojav zaporedne feroresonance (obrat faze) U C U Resonančna točka U L T 1 Obrat faze U LC T 2 U g 6
Obrat faze prikazan v kazalčnem diagramu U LC U L U g U C Kazalčni diagram 7
Časovni potek izmerjenih napetosti in toka na modelu zaporedne feroresonance Obrat faze 8
2. Vezje vzporedne feroresonance C Kazalčni diagram C U g L L C LC U g Stacionarno stanje = LC = L + C U g = U L = U C (skupna napetost) L Tokovi vezja: Navzven: LC Navznoter: ( L in/ali in/ali C ) > LC 9
Pojav vzporedne feroresonance (brez skokovitega prehoda) C U T 2 LC L T 1 Resonančna točka U g 10
Vpliv omske upornosti na pojav feroresonance L R Zaporedna feroresonanca U L U R 0 LC R 0 U LC U LC U LC + U R R 0 U R R 0 U C 11
Težave z okvarami odvodnikov na 110 kv strani transformatorja lastne rabe T3 v NEK Transformator T3 60 MVA (110/6,3/6,3 kv) v NE Krško je na 110 kv strani priključen preko daljnovoda in kabla v TE Brestanica. Odvodniki se nahajajo ob skoznikih T3 (fazni priključki in nevtralna točka) Pogoste okvare in zamenjave odvodnikov Vprašanje prenapetosti, nazivne napetosti odvodnkov, ozemljevanja nevtralne točke T3 12
Stanje 110 kv sistema ob nepravilnem delovanju odklopnika v TE Brestanica TE Brestanica ~ U R DV (7527 m) + 110 kv Kabel (250 m) NE Krško T3 R ~ ~ U S U T S T 13
Napetosti na DV 110 kv Krško-Brestanica po nepravilnem delovanju odklopnika R S T Čas dogajanja krajši od ene minute! R S T R S T R S T 171 kv odpoved prenapetostnega odvodnika- zemeljski stik R S T R S T Napetost le v fazi S Nenaden dvig napetosti v fazah R in T Okvara odvodnika v fazi S 14
Obremenitev odvodnika ob povišani napetosti (časna prenapetost) Napetost PODROČJE PREVAJANJA ODVODNKA Področje nad kolenom U- karakteristike odvodnika (enako spodaj) Čas Časna prenapetost Čas trajanja časne prenapetosti U obr obr > U r Povečanje:, P segr, T odv OKVARA 15
skanje pogojev za nastanek feroresonance v obravnavanem 110 kv sistemu TE Brestanica NE Krško ~ ~ U R U S DV + Kabel 110/ 3 kv T3 R S ~ U T T Mesto priključka prenapetostnega odvodnika 16
zračun kapacitivnosti C (daljnovod in kabel) 3,4 Tip1 (prvi odsek) 3,0 2,5 3,5 2,2 2,2 19,0 Razdalje v [m] Tip 2 (drugi in tretji odsek) 2,4 3,2 4,0 3,4 25,0 C' vod = 1 2h 18 ln r vod vod Vodnik (Cu) zolacija (olje-papir) Kovinski oplet (ozemljen) 12 23 47 55 12 Razdalje v [mm] C kab = ε r 18 ln r r 2 1 17
zračun induktivnosti L( ) (enofazno napajan transformator) Uporabljeni so bili razultati raznih meritev: Meritve tokov magnetenja pri nizki napetosti 380 V (EMV) Meritve po pregledu transformatorja (Končar) Zgornji del karakteristike kot pri podobnih transformatorjih L = 868 H X L = 2 π f L = 273 kω k (pri 60 kv) C = 253 nf X C = 1 / (2π f C ) = 12,6 kωk 18
Grafični prikaz rezultatov izračunov napetostnih razmer mpedančna karakteristika vezja U [kv] 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 DELOVNA TOČKA U (induktivni) U (skupni) U (kapacitivni) Fazna napetost 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 [A] DELOVNA TOČKA (po obratu faze) 19
Napetosti na kapacitivnosti (odvodniki) in induktivnosti (T3) T3 Odvodniki U L U C (U R, U T ) Pred obratom faze Po obratu faze [kv] 69 108 102 159 [%] [kv] [%] 5 8 166 259 Fazna napetost: U f (U S ) = 110/ 3 3 = 64 kv (100 %) Časne prenapetosti zaradi feroresonance so bile vzrok za okvare odvodnikov! 20