96
СЕТИ
РОССИИ
п
о
д
с
т
а
н
ц
и
и
подст
анции
ВВЕДЕНИЕ
Броски
тока
намагничивания
(
БТН
),
возникающие
при
включении
ненагруженных
силовых
трансфор
-
маторов
,
являются
известной
про
-
блемой
для
электротехнического
оборудования
.
БТН
и
сопровожда
-
ющие
их
перенапряжения
оказыва
-
ют
негативное
влияние
на
обмотки
силовых
трансформаторов
и
комму
-
тирующие
их
высоковольтные
вы
-
ключатели
,
снижая
их
эксплуатаци
-
онный
ресурс
,
ухудшают
качество
электроэнергии
из
-
за
возникнове
-
ния
при
БТН
нехарактерных
для
нормального
режима
работы
элек
-
трической
сети
гармонических
со
-
ставляющих
тока
и
напряжения
,
а
также
могут
привести
к
неправиль
-
ной
работе
оборудования
релейной
защиты
и
т
.
д
.
Указанные
проблемы
актуальны
как
для
энергокомпаний
,
так
и
для
промышленных
предпри
-
ятий
,
в
особенности
для
тех
из
них
,
где
производственный
цикл
тре
-
бует
частых
коммутаций
силовых
трансформаторов
.
Например
,
на
металлургических
предприятиях
число
коммутаций
электропечных
трансформаторов
в
процессе
одной
плавки
может
достигать
нескольких
десятков
.
Применение
технологий управления
коммутацией
выключателей
В статье рассмотрены различные способы управления
коммутацией высоковольтных выключателей с трёхфаз-
ным и пофазным управлением для снижения бросков
тока намагничивания при включении ненагруженных
силовых трансформаторов. Приведены сравнительные
результаты моделирования различных способов управ-
ления коммутацией силовых трансформаторов, прове-
дённого специалистами канадской компании Vizimax
Inc., а также даны основные требования к функциональ-
ным возможностям интеллектуальных устройств управ-
ления коммутацией высоковольтных выключателей.
Азиз ИЖДИР (Aziz Ijdir), ведущий инженер
по применению продукции,
Пьер ТАЙФЕР (Pierre Taillefer),
технический директор, Vizimax Inc.,
Сергей БАЛАШОВ, заместитель генерального директора
по информационно-технологическим системам,
Денис ЖУРАВЛЕВ, ведущий инженер, к.т.н.,
ОАО «ВНИИР»
97
№
6 (27),
ноябрь
–
декабрь
, 2014
БТН
при
включении
ненагружен
-
ного
трансформатора
,
как
прави
-
ло
,
характеризуются
значительным
увеличением
тока
до
значений
,
многократно
превышающих
номи
-
нальное
,
медленным
затуханием
апериодической
составляющей
и
присутствием
в
составе
кривой
большого
количества
чётных
гармо
-
ник
(
в
основном
второй
).
Величина
БТН
при
включении
ненагруженно
-
го
силового
трансформатора
опре
-
деляется
не
только
его
конструк
-
тивными
характеристиками
,
но
также
значениями
фазных
напря
-
жений
источника
питания
в
момент
включения
фаз
трансформатора
.
Это
объясняется
тем
,
что
после
от
-
ключения
трансформатора
в
его
магнитопроводе
сохраняется
оста
-
точный
магнитный
поток
индукции
,
наличие
которого
при
включении
трансформатора
в
неблагоприят
-
ный
момент
времени
может
приве
-
сти
к
увеличению
БТН
в
фазе
.
Таким
образом
,
учёт
значений
остаточно
-
го
магнитного
потока
индукции
в
фазах
трансформатора
при
выборе
оптимального
момента
его
включе
-
ния
позволяет
значительно
снизить
значение
БТН
.
Расчёт
значений
остаточного
магнитного
потока
и
выбор
опти
-
мальных
моментов
включения
фаз
выключателя
при
включении
нена
-
груженного
силового
трансформа
-
тора
должны
осуществляться
авто
-
матически
устройством
управления
коммутацией
(
УУК
)
выключателя
.
При
использовании
такого
устрой
-
ства
для
управления
коммутацией
выключателя
могут
быть
примене
-
ны
различные
способы
включения
трансформатора
,
позволяющие
снизить
значения
БТН
.
Выбор
кон
-
кретного
способа
зависит
от
ряда
факторов
,
таких
как
тип
применя
-
емого
выключателя
(
с
трёхфазным
или
пофазным
управлением
),
на
-
личие
информации
об
остаточном
магнитном
потоке
в
фазах
в
момент
отключения
трансформатора
и
т
.
д
.
Для
оценки
эффективности
управляемого
включения
трансфор
-
матора
специалистами
канадской
компании
Vizimax Inc.
было
про
-
ведено
моделирование
различных
способов
включения
трансформато
-
ра
и
сделан
сравнительный
анализ
полученных
в
результате
значений
БТН
.
При
проведении
эксперимен
-
тов
использовалась
программно
-
аппаратная
установка
,
структурная
схема
которой
приведена
на
рис
. 1.
В
состав
установки
входит
трёх
-
фазный
источник
G
переменного
напряжения
50
В
с
частотой
60
Гц
,
модель
выключателя
Q
с
пофазным
приводом
и
задаваемым
временем
коммутации
полюсов
,
модель
транс
-
форматора
T
со
схемой
соединения
обмоток
Y
н
/
∆
- 1
,
а
также
устройство
управления
коммутацией
(
УУК
),
мо
-
ниторинга
и
диагностики
выклю
-
чателей
типа
SynchroTeq Plus
со
встроенным
модулем
расчёта
оста
-
точного
магнитного
потока
индукции
в
магнитопроводе
трансформатора
и
специализированное
программ
-
ное
обеспечение
для
работы
с
обо
-
рудованием
.
В
качестве
исходной
информации
для
осуществления
управляемого
включения
транс
-
форматора
в
УУК
вводятся
анало
-
говые
сигналы
тока
I
,
напряжения
со
стороны
источника
питания
U
сети
и
со
стороны
обмоток
высокого
на
-
пряжения
трансформатора
U
тр
.
ВН
для
расчёта
остаточного
магнитного
по
-
тока
при
отключении
трансформа
-
тора
,
а
также
дискретные
сигналы
о
положении
выключателя
с
его
вспо
-
могательных
контактов
(52
a
—
нор
-
мально
открытые
, 52
b
—
нормаль
-
но
закрытые
).
При
поступлении
на
дискретный
вход
внешней
команды
«
Включить
»
УУК
автоматически
рас
-
считывает
,
в
какой
момент
време
-
ни
должны
быть
поданы
команды
на
коммутацию
фаз
выключателя
для
реализации
выбранного
способа
включения
,
после
чего
воздействует
дискретными
выходами
на
электро
-
магниты
управления
выключателем
в
нужные
моменты
времени
.
Все
аналоговые
и
дискретные
сигналы
при
каждом
эксперименте
фиксиро
-
вались
встроенным
в
УУК
осцилло
-
графом
для
последующего
анализа
и
оценки
эффективности
рассма
-
триваемых
способов
управляемого
включения
ненагруженного
транс
-
форматора
.
УПРАВЛЯЕМОЕ
ВКЛЮЧЕНИЕ
ТРАНСФОРМАТОРА
ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
С
ПОФАЗНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ
Для
анализа
эффективности
управляемого
включения
ненагру
-
женного
силового
трансформатора
выключателем
с
пофазным
управ
-
лением
было
проведено
несколь
-
ко
экспериментов
для
различных
значений
остаточного
магнитного
потока
индукции
в
магнитопроводе
трансформатора
.
Фазные
углы
на
-
пряжения
U
тр
.
ВН
в
момент
отключе
-
ний
имели
случайное
значение
,
для
того
чтобы
значение
остаточного
магнитного
потока
в
экспериментах
было
различным
.
Во
всех
случаях
снижение
БТН
достигалось
за
счёт
того
,
что
одна
из
фаз
включалась
первой
в
рассчитываемый
момент
времени
,
а
две
оставшиеся
—
одновременно
через
заданный
интервал
времени
.
Ниже
приведе
-
ны
результаты
трёх
экспериментов
(
№
1—3)
по
12
опытов
отключения
и
последующего
управляемого
вклю
-
чения
трансформатора
,
наглядно
демонстрирующих
возможности
применения
управления
коммута
-
цией
для
снижения
БТН
при
вклю
-
чении
ненагруженного
трансфор
-
матора
выключателем
с
пофазным
управлением
.
Рис
. 1.
Структурная
схема
установки
для
моделирования
управляемого
включения
ненагруженного
трансформатора
Устройство
управления
коммутацией
,
мониторинга
и
диагностики
выключателя
Внешние
датчики
(
температура
,
давление
и
т
.
д
.)
G
U
сети
U
тр
,
ВН
Q
T
Вклю
чить
Отклю
чить
52
а
52b
I
«
Включить
»
Внешние
команды
:
«
Отключить
»
98
СЕТИ РОССИИ
В
экспериментах
№
1
и
2
рас
-
смотрен
способ
управляемого
включения
трансформатора
,
при
котором
первой
включается
фаза
с
наибольшим
абсолютным
значе
-
нием
остаточного
магнитного
пото
-
ка
индукции
в
магнитопроводе
.
Её
управляемое
включение
осущест
-
вляется
при
таком
мгновенном
значении
напряжения
U
сети
в
фазе
,
чтобы
величина
периодической
составляющей
магнитного
потока
в
фазе
в
первый
момент
после
её
включения
равнялась
значению
остаточного
магнитного
потока
.
Две
другие
фазы
включаются
одновре
-
менно
через
заданную
выдержку
времени
,
равную
целому
числу
по
-
лупериодов
после
первого
перехода
через
ноль
напряжения
в
фазе
,
ко
-
торая
была
включена
первой
.
В
экс
-
перименте
№
1
выдержка
времени
выбрана
равной
9
полупериодам
промышленной
частоты
,
в
экспери
-
менте
№
2 — 1
полупериоду
.
В
эксперименте
№
3
рассмо
-
трен
способ
управляемого
включе
-
ния
трансформатора
,
при
котором
первая
фаза
включается
без
учёта
значения
остаточного
магнитного
потока
при
максимальном
значе
-
нии
напряжения
,
чтобы
величина
периодической
составляющей
маг
-
нитного
потока
в
фазе
в
первый
момент
после
её
включения
равня
-
лась
нулю
.
Две
другие
фазы
,
как
и
в
эксперименте
№
1,
включаются
одновременно
через
9
полуперио
-
дов
после
первого
перехода
через
ноль
напряжения
в
фазе
,
которая
была
включена
первой
.
Такое
включение
может
использоваться
,
когда
нет
информации
об
остаточ
-
ном
магнитном
потоке
.
Например
,
при
отсутствии
возможности
из
-
мерения
напряжения
на
стороне
коммутируемого
трансформатора
(
U
тр
.
ВН
),
которое
необходимо
для
расчёта
остаточного
магнитного
потока
,
или
при
первом
включении
трансформатора
после
наладки
УУК
.
Важно
отметить
,
что
при
рас
-
сматриваемом
способе
включения
наибольший
БТН
в
большинстве
случаев
будет
в
фазе
,
которая
за
-
мыкается
первой
.
Поэтому
для
обеспечения
равномерного
из
-
носа
контактов
полюсов
выклю
-
чателя
при
включениях
ненагру
-
женного
трансформатора
в
УУК
целесообразно
использовать
алго
-
ритм
автоматического
чередова
-
ния
фазы
,
включаемой
первой
.
В
табл
. 1
приведены
полученные
в
ходе
экспериментов
№
1—3
наи
-
большие
значения
тока
в
фазах
при
БТН
,
отнесённые
к
значению
номи
-
нального
тока
трансформатора
.
По
приведённым
в
табл
. 1
ре
-
зультатам
можно
заключить
,
что
рассмотренные
способы
управля
-
емого
включения
ненагруженного
трансформатора
выключателем
с
пофазным
управлением
позволили
обеспечить
среднюю
величину
бро
-
сков
тока
намагничивания
в
преде
-
лах
значения
номинального
тока
трансформатора
.
При
этом
учёт
остаточного
значения
магнитного
потока
индукции
в
магнитопроводе
позволяет
снижать
БТН
наиболее
эффективно
.
При
увеличении
ин
-
тервала
времени
между
момента
-
ми
включения
первой
фазы
и
двух
других
фаз
наблюдалось
некоторое
снижение
среднего
значения
БТН
.
Однако
важно
учитывать
,
что
при
управляемом
включении
трансфор
-
маторов
с
заземлённой
нейтралью
в
течение
указанного
интервала
времени
будет
иметь
место
несим
-
метричный
режим
,
сопровождаю
-
щийся
протеканием
тока
нулевой
последовательности
.
Для
обеспе
-
чения
правильной
работы
токовых
защит
нулевой
последовательности
этот
режим
должен
быть
учтён
при
выборе
их
параметров
срабатыва
-
ния
.
Проведённые
компанией
Vizimax Inc.
испытания
способов
управляемого
включения
ненагру
-
женных
трансформаторов
выклю
-
чателями
с
пофазным
управлением
на
реальном
оборудовании
энего
-
объектов
показали
,
что
учёт
остаточ
-
ного
магнитного
потока
позволяет
снизить
значение
БТН
практически
до
значений
намагничивающего
тока
в
пределах
0,3—5%
от
номи
-
нального
тока
трансформатора
.
В
идеальном
случае
при
управля
-
емом
включении
первой
фазы
в
момент
времени
,
когда
величина
периодической
составляющей
маг
-
нитного
потока
в
фазе
равна
значе
-
нию
остаточного
магнитного
потока
,
Номер
опыта
Наибольшее
значение
тока
в
фазе
при
БТН
,
о
.
е
.
Включение
первой
фазы
с
учётом
остаточного
магнитного
потока
индукции
Включение
первой
фазы
при
U
max
Эксперимент
№
1
Эксперимент
№
2
Эксперимент
№
3
1
0,365
0,390
1,000
2
0,400
0,440
0,400
3
0,370
0,317
0,660
4
0,387
0,350
0,533
5
0,342
0,460
1,200
6
0,395
0,390
1,040
7
0,350
0,370
1,170
8
0,370
0,300
1,170
9
0,395
0,350
0,800
10
0,320
0,470
0,470
11
0,310
0,340
1,280
12
0,387
0,340
0,530
Среднее
значение
0,366
0,376
0,854
Табл
. 1.
Наибольшие
значения
тока
в
фазах
при
БТН
в
ходе
экспериментов
№
1—3
99
№
6 (27),
ноябрь
–
декабрь
, 2014
переходный
процесс
со
свободной
составляющей
магнитного
потока
не
возникает
и
,
соответственно
,
не
возникает
БТН
.
На
практике
не
всег
-
да
удаётся
полностью
исключить
переходный
процесс
по
таким
при
-
чинам
,
как
влияние
погрешностей
измерительных
трансформаторов
и
датчиков
,
нестабильность
и
возмож
-
ные
неконтролируемые
отклонения
времени
коммутации
выключателя
и
т
.
д
.,
однако
в
большинстве
случа
-
ев
управляемое
включение
выклю
-
чателя
позволяет
эффективно
мини
-
мизировать
БТН
.
Далее
в
качестве
примера
приведены
схема
и
ре
-
зультаты
испытаний
,
которые
были
проведены
компанией
Vizimax Inc.
в
2012
году
на
гидроэлектростан
-
ции
Hydro Bear Creek,
Канада
.
В
ходе
испытаний
было
выпол
-
нено
18
циклов
отключения
и
по
-
следующего
включения
ненагру
-
женного
трансформатора
138
кВ
,
16
МВА
баковым
выключателем
с
пофазным
управлением
(
рис
. 2):
•
опыты
1—8 —
неуправляемое
трёхфазное
включение
;
•
опыты
9—14 —
управляемое
включение
первой
фазы
с
учё
-
том
остаточного
магнитного
потока
индукции
,
одновремен
-
ное
включение
двух
других
фаз
через
9
полупериодов
;
•
опыты
15—18 —
управляемое
включение
первой
фазы
при
U
max
,
одновременное
включение
двух
других
фаз
через
9
полупе
-
риодов
.
При
включении
трансформато
-
ра
фиксировалось
максимальное
значение
тока
в
фазах
при
БТН
.
На
рис
. 3
приведены
результаты
изме
-
рений
БТН
при
включении
транс
-
форматора
,
выраженные
в
относи
-
тельных
единицах
к
номинальному
току
трансформатора
.
УПРАВЛЯЕМОЕ
ВКЛЮЧЕНИЕ
ТРАНСФОРМАТОРА
ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
С
ТРЁХФАЗНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ
В
распределительных
электри
-
ческих
сетях
6—110
кВ
в
настоя
-
щее
время
наибольшее
распро
-
странение
имеют
выключатели
с
трёхфазным
приводом
,
все
полюса
которых
коммутируются
одновре
-
менно
при
получении
соответству
-
ющей
общей
команды
включения
или
отключения
.
Проведённый
специалистами
Vizimax Inc.
анализ
показал
,
что
использование
УУК
с
учётом
остаточного
магнитного
потока
в
магнитопроводе
транс
-
форматора
позволяет
снижать
БТН
даже
в
случаях
,
когда
для
коммута
-
ции
используются
выключатели
с
трёхфазным
управлением
.
В
рас
-
смотренном
ниже
способе
вклю
-
чения
ненагруженного
трансфор
-
Рис
. 2.
Схема
испытаний
способов
управляемого
включения
ненагруженного
трансформатора
,
проведённых
Vizimax Inc.
на
ГЭС
Hydro Bear Creek,
Канада
, 2012
г
.
Рис
. 3.
Результаты
измерения
БТН
при
включении
ненагруженного
трансформатора
,
ГЭС
Hydro Bear Creek,
Канада
, 2012
г
.
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
0 2 3 4
5 6 7
8 9 10 11
12
13 14 15 16
17 18
Номер
эксперимента
Бросок
тока
намагничивания
,
о
.
е
.
Датчик
внешней
температуры
Вкл
./
Откл
.
Датчики
напряжения
на
вводе
трансформатора
К
электрической
сети
138
кВ
Баковый
выключатель
с
пофазным
управлением
Трансформатор
∆
/Y
н
, 16
МВА
,
13,8/138
кВ
Генератор
16
МВА
,
13,8
кВ
К
системе
собственных
нужд
Аварийный
дизельный
генератор
U
тр
,
ВН
U
сети
52
а
,
52b
I
100
СЕТИ РОССИИ
матора
для
снижения
БТН
должны
быть
удовлетворены
следующие
требования
:
•
максимально
возможный
остаточный
магнитный
поток
индукции
в
магнитопроводе
трансформатора
должен
иметь
достаточно
большое
значение
;
•
трёхфазное
отключение
транс
-
форматора
должно
быть
управ
-
ляемым
и
осуществляться
в
такой
момент
,
когда
значения
остаточного
магнитного
потока
в
фазах
равняются
0, -
Ф
ост
, +
Ф
ост
.
Для
анализа
эффективности
при
-
менения
УУК
с
целью
снижения
БТН
при
управляемом
включении
нена
-
груженного
трансформатора
выклю
-
чателем
с
трёхфазным
приводом
на
установке
для
моделирования
(
см
.
рис
. 1)
проведены
два
эксперимен
-
та
(
№
4
и
5),
по
10
опытов
отклю
-
чения
и
последующего
включения
трансформатора
в
каждом
.
В
эксперименте
№
4
управляе
-
мое
трёхфазное
отключение
транс
-
форматора
осуществляется
таким
образом
,
чтобы
выполнялось
ука
-
занное
выше
условие
равенства
остаточных
магнитных
потоков
в
фазах
значениям
0, -
Ф
ост
, +
Ф
ост
.
Управляемое
включение
осущест
-
вляется
при
таком
же
значении
фазного
угла
напряжения
фазы
А
,
при
котором
выполнялось
предше
-
ствующее
отключение
трансфор
-
матора
.
На
рис
. 4
приведены
при
-
меры
осциллограмм
,
полученных
в
ходе
одного
из
опытов
:
слева
—
осциллограмма
магнитного
потока
индукции
в
фазах
при
управляе
-
мом
отключении
трансформатора
при
значении
фазного
угла
напря
-
жения
на
трансформаторе
в
фазе
А
U
тр
.
ВН
,
А
,
равного
-90
эл
.
град
.;
справа
—
осциллограмма
БТН
при
последующем
включении
транс
-
форматора
и
аналогичном
значе
-
нии
фазного
угла
напряжения
ис
-
точника
питания
в
фазе
А
U
сети
,
А
.
В
эксперименте
№
5
отключе
-
ние
осуществлялось
в
случайно
вы
-
бранный
момент
времени
таким
образом
,
чтобы
условие
равенства
остаточных
магнитных
потоков
в
фазах
значениям
0, -
Ф
ост
, +
Ф
ост
не
выполнялось
,
после
чего
выпол
-
нялось
управляемое
включение
ненагруженного
трансформато
-
ра
.
Угол
включения
выбирался
по
фазе
с
наибольшим
абсолютным
значением
остаточного
магнитно
-
го
потока
таким
образом
,
чтобы
величина
периодической
состав
-
ляющей
магнитного
потока
в
этой
фазе
в
первый
момент
после
её
включения
равнялась
значению
остаточного
магнитного
потока
в
ней
.
На
рис
. 5
приведены
при
-
меры
осциллограмм
,
полученных
в
ходе
одного
из
опытов
:
слева
—
осциллограмма
магнитного
потока
индукции
в
фазах
при
неуправ
-
ляемом
отключении
трансфор
-
матора
,
максимальное
значение
остаточного
магнитного
потока
в
фазе
А
составляет
0,55
о
.
е
.;
спра
-
ва
—
осциллограмма
БТН
при
по
-
Рис
. 4.
Осциллограммы
при
управляемом
отключении
и
значениях
остаточного
магнитного
потока
0, -
Ф
ост
,
+
Ф
ост
и
последующем
управляемом
включении
(
эксперимент
№
4)
Рис
. 5.
Осциллограммы
при
неуправляемом
отключении
и
последующем
управляемом
включении
(
эксперимент
№
5)
101
№
6 (27),
ноябрь
–
декабрь
, 2014
следующем
включении
трансфор
-
матора
и
значении
фазного
угла
напряжения
фазы
А
U
сети
,
А
,
равного
57
эл
.
град
.
В
табл
. 2
приведены
полученные
в
ходе
экспериментов
№
4
и
5
наи
-
большие
значения
тока
в
фазах
при
БТН
,
отнесённых
к
значению
номи
-
нального
тока
трансформатора
.
По
приведенным
в
табл
. 2
ре
-
зультатам
можно
заключить
,
что
управление
моментом
отключения
трансформатора
для
выполнения
условия
равенства
остаточных
маг
-
нитных
потоков
в
фазах
значениям
0, -
Ф
ост
, +
Ф
ост
позволяет
значительно
снизить
БТН
при
его
последующем
управляемом
включении
(
экспери
-
мент
№
4).
Необходимо
отметить
,
что
при
использовании
для
трансформато
-
ров
выключателей
с
трёхфазным
управлением
наиболее
эффектив
-
ное
снижение
БТН
достижимо
при
условии
обеспечения
минимально
возможной
разновременности
за
-
мыкания
полюсов
выключателя
.
В
реальных
условиях
разновре
-
менность
замыкания
полюсов
вы
-
ключателя
обуславливается
такими
факторами
,
как
нестабильность
времени
механической
коммута
-
Номер
опыта
Наибольшее
значение
тока
в
фазе
при
БТН
,
о
.
е
.
Эксперимент
№
4
Эксперимент
№
5
1
1,480
2,050
2
1,240
2,050
3
1,480
2,050
4
1,490
2,050
5
1,290
2,050
6
1,500
2,050
7
1,500
2,050
8
1,500
2,050
9
1,500
2,050
10
1,490
1,770
Среднее
значение
1,447
2,022
*
*
Примечание
.
Указанные
в
таблице
значения
токов
при
БТН
в
эксперименте
№
5
меньше
,
чем
в
реальности
,
поскольку
значения
токов
моделирующей
установки
ограничены
реализованной
в
трёхфазном
источнике
питания
защитой
от
пере
-
грузки
.
Табл
. 2.
Наибольшие
значения
тока
в
фазах
при
БТН
,
отнесённые
к
значению
номинального
тока
трансформатора
(
эксперименты
№
4
и
5)
ции
контактов
,
неодинаковая
ско
-
рость
движения
контактов
в
каждом
полюсе
выключателя
,
различная
электрическая
прочность
между
контактами
полюсов
выключате
-
ля
.
В
результате
проведённых
ком
-
панией
Vizimax Inc.
исследований
получено
,
что
для
применения
для
управляемого
включения
транс
-
форматоров
выключателя
с
трёх
-
фазным
управлением
последний
должен
удовлетворять
следующим
условиям
:
•
стабильное
время
коммутации
(
допустимый
разброс
не
должен
превышать
± 0,5
мс
);
Издательство
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
»
выпустило
книгу
академика
РАЕН
,
профессора
Владимира
Абрамовича
Непомнящего
102
СЕТИ РОССИИ
•
высокое
значение
скорости
снижения
диэлектрической
прочности
RDDS
между
контак
-
тами
полюса
выключателя
при
включении
(
RDDS
должно
быть
больше
,
чем
1,5
о
.
е
.);
•
максимально
возможные
зна
-
чения
остаточного
магнитного
потока
в
магнитопроводе
транс
-
форматора
должны
быть
как
можно
большими
,
т
.
к
.
это
позво
-
ляет
снизить
влияние
RDDS
полюсов
выключателя
;
•
погрешности
измерений
и
вычислений
должны
быть
мини
-
мальны
.
СРАВНЕНИЕ
ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ
И
ВЫВОДЫ
На
рис
. 6
приведено
сравнение
полученных
в
ходе
экспериментов
№
1—5
наибольших
значений
токов
в
фазе
при
БТН
для
различных
спо
-
собов
включения
ненагруженных
трансформаторов
выключателями
с
пофазным
и
трёхфазным
управле
-
нием
(
см
.
табл
. 1
и
2):
На
основе
полученных
резуль
-
татов
можно
заключить
,
что
наи
-
большего
снижения
БТН
удаётся
добиться
при
использовании
УУК
с
функцией
расчёта
остаточного
маг
-
нитного
потока
в
магнитопроводе
трансформатора
и
выключателей
с
пофазным
управлением
(
экспери
-
менты
№
1
и
2).
При
использовании
выключателя
с
трёхфазным
управ
-
лением
наибольшее
снижение
БТН
при
включении
ненагруженного
силового
трансформатора
достига
-
ется
,
когда
УУК
используется
и
при
отключении
трансформатора
(
для
обеспечения
значений
остаточного
магнитного
потока
в
фазах
равны
-
ми
0, -
Ф
ост
, +
Ф
ост
),
и
при
его
после
-
дующем
управляемом
включении
(
эксперимент
№
4).
Важно
отметить
,
что
эффектив
-
ность
снижения
БТН
при
управля
-
емом
включении
трансформатора
будет
зависеть
от
точности
опре
-
деления
оптимального
момента
коммутации
выключателя
.
Для
это
-
го
как
можно
более
полно
должны
быть
учтены
все
возможные
факто
-
ры
,
влияющие
на
параметры
ком
-
мутации
выключателя
,
например
,
температура
окружающей
среды
,
давление
в
приводе
выключате
-
ля
,
значения
оперативного
на
-
пряжения
цепей
электромагнитов
управления
выключателем
,
исто
-
рии
и
характеристик
предыдущих
коммутаций
и
т
.
п
.
Для
правильного
функционирования
современные
микропроцессорные
УУК
должны
иметь
возможность
измерять
ука
-
занные
параметры
и
учитывать
их
в
алгоритмах
функционирования
.
В
связи
с
этим
в
УУК
дополнительно
могут
быть
реализованы
функции
диагностики
и
мониторинга
выклю
-
чателя
в
режиме
реального
време
-
ни
.
Кроме
того
,
для
типизации
ре
-
шений
и
упрощения
эксплуатации
Рис
. 6.
Наибольшее
значение
тока
в
фазе
при
БТН
(
о
.
е
.),
полученное
при
моделировании
различных
способов
управляемого
включения
ненагруженного
трансформатора
УУК
должны
иметь
возможность
применения
с
выключателями
лю
-
бых
типов
от
различных
производи
-
телей
оборудования
,
а
также
быть
совместимыми
с
системами
АСУ
ТП
энергообъектов
посредством
современных
коммуникационных
стандартов
связи
.
Использованное
при
прове
-
дении
экспериментов
устройство
управления
коммутацией
,
монито
-
ринга
и
диагностики
высоковольт
-
ных
выключателей
типа
SynchroTeq
Plus
канадской
компании
Vizimax
Inc
.
является
одним
из
примеров
технических
решений
,
удовлет
-
воряющих
указанным
выше
тре
-
бованиям
.
Благодаря
широкому
функционалу
и
гибкости
настроек
SynchroTeq Plus
уже
более
10
лет
успешно
применяются
в
различ
-
ных
странах
мира
как
на
новых
,
так
и
на
уже
эксплуатируемых
силовых
выключателях
среднего
и
высоко
-
го
уровня
напряжения
(
различных
типов
и
от
разных
производите
-
лей
)
для
управления
коммутацией
силовых
трансформаторов
,
бата
-
рей
конденсаторов
,
шунтирующих
реакторов
и
линий
электропере
-
дачи
.
Применение
устройств
управ
-
ления
коммутацией
,
мониторинга
и
диагностики
высоковольтных
вы
-
ключателей
позволяет
значительно
снизить
негативное
воздействие
переходных
процессов
,
миними
-
зировать
броски
тока
намагни
-
чивания
при
включении
силовых
трансформаторов
,
уменьшить
из
-
нос
контактов
выключателей
,
что
в
результате
приводит
к
увеличению
срока
службы
оборудования
,
сни
-
жению
стоимости
его
техническо
-
го
обслуживания
и
уменьшению
риска
возникновения
аварийных
ситуаций
.
В
связи
с
этим
указан
-
ные
технические
решения
в
насто
-
ящее
время
могут
стать
одним
из
ключевых
элементов
в
создании
интеллектуальной
энергетической
системы
с
активно
-
адаптивной
се
-
тью
(
ИЭС
ААС
).
Внедрение
таких
технологий
позволяет
повысить
эксплуатационный
ресурс
вновь
вводимого
и
уже
находящегося
в
работе
электротехнического
обору
-
дования
,
что
особенно
актуально
в
условиях
сокращения
финансовых
инвестиций
и
операционных
рас
-
ходов
предприятий
и
организаций
России
.
Номер
эксперимента
I
БТН
,max
,
о
.
е
.
1
2
3
4
5
2,25
2,00
1,75
1,50
1,25
1,00
0,75
0,50
0,25
0
0,366
0,376
0,854
1,477
2,022
Оригинал статьи: Применение технологий управления коммутацией выключателей
В статье рассмотрены различные способы управления коммутацией высоковольтных выключателей с трёхфазным и пофазным управлением для снижения бросков тока намагничивания при включении ненагруженных силовых трансформаторов. Приведены сравнительные результаты моделирования различных способов управления коммутацией силовых трансформаторов, проведённого специалистами канадской компании Vizimax Inc., а также даны основные требования к функциональным возможностям интеллектуальных устройств управления коммутацией высоковольтных выключателей.
