No abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки более эффективных технических решений по ограничению перенапряжений, появляющихся при коммутации трансформаторов 6 (10)/0,4 кВ. Цель: изучение влияния компенсации реактивной мощности на величину коммутационных перенапряжений при коммутации силовых трансформаторов 6 (10)/0,4 кВ и обоснование наиболее эффективных средств защиты трансформаторов от коммутационных перенапряжений. Объекты: трансформаторы мощностью 250, 400, 630 и 1000 кВА, вакуумные выключатели, регулируемые конденсаторные установки.  Методы: инструментально-осциллографический, имитационное моделирование переходных процессов фазных напряжений выполнялось в MultiSim. Результаты. Проведен анализ эффективности существующих средств защиты от коммутационных перенапряжений, возникающих при коммутации силовых трансформаторов 6 (10)/0,4 кВ. Выполнено компьютерное моделирование влияния компенсации реактивной мощности на величину коммутационных перенапряжений. Для подтверждения результатов моделирования были выполнены экспериментальные исследования, показаны осциллограммы коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении силового трансформатора мощностью 250 кВА. Установлено, что устройства, осуществляющие компенсацию реактивной мощности, эффективно ограничивают перенапряжения, появляющиеся при отключении трансформаторов 6 (10)/0,4 кВ, если данные устройства связаны с обмоткой низкого напряжения.  В городских электрических сетях для эффективной компенсации реактивной мощности предложено использовать конденсаторные установки с пофазной компенсацией и располагать их на вводах муниципальных и жилых зданий, а для ограничения коммутационных перенапряжений внедрять на трансформаторных подстанциях нерегулируемую конденсаторную установку с симметричной компенсацией.

No abstract

This paper investigates the effect of the load factor of frequency converters and thyristor converters on electrical power quality. Recommendations for reducing the influence of higher harmonics and switching overvoltages on the characteristics of electrical power are provided. Higher harmonics were measured by a PKK57 complex device for controlling electrical parameters and a digital oscilloscope of the Tektronix TDS 2024V type. Impulse switching overvoltages were recorded by an active resistance divider of the DNEK-10 type and the above-mentioned oscilloscope. The obtained data were processed by the Loginom 6.4 software and the methods of mathematical statistics. The lower threshold level of the load factor of frequency converters and thyristor converters was set equal to 0.8, at which the sinusoidal distortion of voltage curves correspond to the RF standard of electrical power quality. The suppression degree of higher harmonics from the 5th to 17th frequency by power transformers with a capacity of 250–6,300 kV. A ranged from 95 to 45%. The use of the ‘transformer–converter–electric receiver’ system as applied to the power supply systems of mining and processing enterprises was substantiated. It was shown that electric motors with a capacity of up to 2,500 kW inclusively require protection against switching overvoltages. Conventional RC-absorbers based on RC-circuits connected to the terminals of electric motors are shown to be highly efficient for protecting electric motors against switching overvoltages. Thus, the quality of electrical power in power supply systems of mining and processing enterprises in Russia can be ensured by frequency converters and thyristor converters with a load factor of 0.8 or greater. Provided that the transformer capacity does not exceed 1,000 kV. A, a more efficient and less expensive ‘transformer–converter–electrical receiver’ system is recommended. Effective protection of electric motors of up to 2,500 kW inclusive can be provided using the proposed conventional RC absorber, which maintains the overvoltage rate at a level not exceeding 1.7.