Труды КНЦ вып.8 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 8/2017(8))

Перекрытие изоляции на подстанции, как правило, означает короткое замыкание (КЗ) в непосредственной близости от сборных шин, которое может привести к системным авариям. При перекрытии внешней изоляции происходит практически мгновенный спад напряжения до нуля, являющийся причиной больших градиентных перенапряжений в обмотках трансформаторов, и как следствие повреждения их продольной изоляции. Градиентные напряжения определяются мгновенной разностью потенциалов соседних катушек и имеют длительность в несколько микросекунд или даже долей микросекунды. Следует учитывать опасность таких перенапряжений, т.к. пробой внутренней изоляции в отличие от перекрытия внешней в большинстве случаев необратимый процесс, приводящий к выходу из строя оборудования. Анализ поврежденных трансформаторов в [1,2] показывает, что имеют место повреждения обмотки высокого напряжения (ВН) при наличии устройств защиты от перенапряжений на стороне ВН, выполненных с учетом требований ПУЭ и РД. В таких случаях оказывалось, что причина повреждений - переход импульсных волн, набегающих со стороны обмотки низкого напряжения (НН) в обмотку ВН. Градиентные перенапряжения в электрических машинах возникают из-за переходных процессов внутри обмотки, что приводит к «недогрузке» витков вдали от ввода и «перегрузке» витков ближе к вводу машины. Данные проблемы требует подробного рассмотрения причин возникновения градиентных перенапряжений и разработки надежных средств и способов защиты трансформаторов 6-10/0,4кВ и электрических машин. Анализ градиентных перенапряжений. Как отмечалось выше, повреждение трансформаторов и электрических машин происходят как из-за перенапряжений на главной, так и на продольной изоляции. Составим эквивалентную схему в грозовом режиме и падении на обмотку крутых волн коммутационных перенапряжений. Рис. 1. Эквивалентная схема обмотки трансформатора без учета активных потерь. (С1; С 2 ... Сп - емкости витков относительно земли (бака, магнитопровода и обмотки НН); Кг, К2 ... Кп— емкости между витками; Lb j , Lb 2 ... Lb п- собственные индуктивности витков; М12, М13... - взаимные индуктивности между витками)