ЭКСПЕРТНОЕ МНЕНИЕ

В настоящее время функция измерения напряжения с высокой точностью и функции контроля изоляции в сетях с изолированной (или заземленной через дугогасящий реактор) нейтралью возлагаются на один трансформатор напряжения соответствующей конструкции. При этом основная функция ТН – метрологическая – страдает из-за того, что тот же аппарат должен выполнять контроль изоляции с последующим действием на соответствующие устройства релейной защиты.
Чтобы этого избежать, разработчики нового аппарата предлагают разделить эти функции, используя два типа трансформаторов: один с метрологическими функциями (авторы его называют ТИН), второй – для контроля состояния изоляции в сети (ТКИ).
Используется ТИН в принципиально нерезонансном исполнении (его первичные обмотки соединяются в звезду с изолированной нейтралью), а ТКИ – в традиционном для современных ТН типа НТМИ исполнении. ТКИ состоит из трех броневых сердечников, на которых расположены катушки с обмотками ВН и НН. Обмотки ВН соединены в звезду с заземленной нейтралью.
Такое решение поставленной задачи вполне правомочно, однако его конструктивное воплощение вызывает ряд вопросов. Например, в результате внедрения нового оборудования количество ТН на РУ 6–10 кВ возрастает. Не приведет ли это к необходимости реконструкции этих РУ? Может быть, есть возможность выполнить два аппарата (ТИН и ТКИ) в одном кожухе?
Кроме того, поскольку никакие расчеты не прилагаются, то по поводу предложенного авторами способа придания антирезонансных свойств ТКИ возникают некоторые сомнения.
(Более подробно этот вопрос излагается в оценке О.И. Лаптева – Ред.).

Олег Лаптев, доцент кафедры ТиЭВН НГТУ, г. Новосибирск

В настоящее время еще не разработана конструкция антирезонансного трансформатора напряжения электромагнитного типа, которая позволила бы полностью исключить его повреждения или неверную работу при процессах феррорезонансного характера. В связи с этим разработка новых конструкций антирезонансных ТН – актуальная задача, и решение, предложенное С. Бардинским и В. Соколовым, представляет большой интерес.
Так как трансформаторы напряжения контроля изоляции (ТНКИ) подвержены повреждениям из-за феррорезонанса в связи с необходимостью измерения напряжения нулевой последовательности, авторы считают целесообразным возложить эту функцию на отдельный класс трансформаторов, обозначенных в работе, как ТКИ – трансформаторы контроля изоляции. Это решение представляется вполне логичным и позволит как минимум существенно сократить общее количество трансформаторов в сетях 6–35 кВ, которые могут участвовать в феррорезонансных процессах.
Обеспечение ТКИ хорошими антирезонансными свойствами даст возможность полностью решить проблему феррорезонанса в сетях с изолированной нейтралью.
К сожалению, разумная идея, на мой взгляд, не очень хорошо проработана. При детальном изучении предложенной авторами конструкции антирезонансных ТН возникает ряд вопросов.

Эффективность предложенной антирезонансной конструкции ТКИ – проблема, которая вызывает вопросы в первую очередь. Суть предложения заключается в увеличении активных потерь в контуре нулевой последовательности сети за счет нагрузки вторичных обмоток ТКИ дополнительными активными сопротивлениями (рис. 1).

Рис. 1. Схема соединения обмоток ТКИ и включения дополнительных активных сопротивлений

Рис. Схема замещения ТН

где R_д^' – дополнительное сопротивление, приведенное к стороне ВН.
Моделирование процессов в сети с одной трехфазной группой ТН типа ЗНОЛ-6 и емкостью фазы 1 мкФ при однофазных дуговых замыканиях показало, что для предотвращения устойчивого феррорезонанса при напряжении сети 7,2 кВ вторичные обмотки рассмотренных ТН необходимо нагрузить сопротивлениями величиной 5–6 Ом. При этом постоянные активные потери на дополнительных резисторах будут весьма значительными. В зависимости от параметров сети и характеристик ТН, для полного предотвращения феррорезонанса могут потребоваться и меньшие величины добавочных активных сопротивлений.
Таким образом, требуемая мощность ТКИ будет определяться как раз величиной этих добавочных сопротивлений, которая обеспечивает отсутствие феррорезонанса. В зависимости от параметров сети и ТКИ эта величина может быть различной, но, вероятнее всего, она будет составлять единицы или десятки ом. При этом на добавочных сопротивлениях постоянно будет рассеиваться значительная активная мощность.

Необходимость расчета такой величины дополнительных сопротивлений, при которой феррорезонанс будет отсутствовать в диапазоне 1–4 U_НОМ, вызывает сомнения. При напряжении 1,9–2,0 U_НОМ трансформатор перейдет в насыщение и ток в его первичной обмотке возрастет до недопустимых значений. Более целесообразно, наверное, было бы для расчета величины дополнительных сопротивлений ограничиться наибольшим рабочим напряжением.

Вопрос стойкости ТКИ к явлению «ложной земли» в сетях с малой емкостью фазы на землю нуждается в дополнительной проработке. Этому явлению подвержены практически все выпускаемые в настоящее время антирезонансные ТН [1, 2].

Конструкция трансформаторов, предназначенных для измерения напряжений на фазах (ТИН), предложенная авторами, в свою очередь требует дополнительных пояснений. Во-первых, соединение обмоток ВН в звезду с изолированной нейтралью приведет к дополнительным погрешностям в измерении фазных напряжений при их несимметрии.
Во-вторых, маловероятно, что трехстержневая конструкция магнитопроводов ТИН позволит им иметь существенно меньшие габариты и массу по сравнению с ТНКИ с пофазными магнитопроводами. Например, масса трехстержневого магнитопровода незаземляемого ТН типа НТМК-10 – 31,5 кг, а суммарная масса трех магнитопроводов броневого типа, входящих в состав заземляемого ТН типа НТМИ-10, – 28,4 кг [3].

ЛИТЕРАТУРА

1. Емельянцев А.Ю. О феррорезонансных процессах без замыкания на землю в сетях 6–35 кВ// Новости ЭлектроТехники. 2009. № 4(58). С. 34–36.
2. Лавров Ю.А., Лаптев О.И. Современные антирезонансные трансформаторы напряжения // Новости ЭлектроТехники. 2009. № 5(59). С. 32–35.
3. Дымков А.М., Тишенин Ю.В. Трансформаторы напряжения. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.