Феррорезонанс в электросети 1   Главными факторами, вызывающими феррорезонансные явления в электросетях, являются ёмкостные и индуктивные элементы, способные образовывать колебательные контуры в моменты переключений. Особенно заметно данный эффект проявляется в силовых трансформаторах, линейных вольтодобавочных трансформаторах, трансформаторах напряжения, шунтирующих контурах и в подобном оборудовании, оснащённом массивной обмоткой.

   Всего выделяют два различных типа таких явлений: резонанс напряжений и токов. Первые обычно проявляются в контурах, использующих последовательное соединение реактивных элементов. Резонанс токов, в свою очередь, характерен для систем с параллельным соединением ёмкостного и индуктивного элемента. Подобных цепей (LC-контуров) в каждой электрической сети огромное множество, поэтому и переходные процессы для каждой отдельной сети при аварийных и плановых отключениях носят индивидуальный и весьма сложный смешанный характер.


   Феррорезонанс возникает при наличии в сети индуктивности, характеризующуюся нелинейной вольт-амперной характеристикой. Данной особенностью обладают катушки индуктивности, сердечник которых выполнен из ферромагнитного материала. В частности, это относится к широко распространённым сейчас трансформаторам напряжения серии НКФ. Такой негативный эффект обусловлен малой величиной индуктивного и омического сопротивления относительно реакторов и силовых трансформаторов.

Феррорезонанс в электросети 2

     Причины возникновения резонансных явлений

   При подключении трансформаторов напряжения, в сети образуются последовательно соединённые LC-цепочки, представляющие собой резонансный контур. В таком сочетании, когда индуктивный элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой подключается последовательно к ёмкостному элементу, напряжение на данном участке цепи можно охарактеризовать как активно-индуктивное.

   Такое положение дел обусловлено тем, что в индуктивных компонентах амплитуда напряжения опережает амплитуду тока на угол в 90 градусов, в то время как в ёмкостных компонентах, напротив, отстаёт на 90 градусов от тока. По истечении некоторого промежутка времени напряжение на индуктивном компоненте достигает пикового значения, магнитопровод насыщается, в то же время на ёмкостном компоненте напряжение продолжает возрастать. Резонанс напряжений наступает в тот момент, когда напряжение на индуктивности равно таковому на ёмкостном компоненте. Дальнейшее увеличение приложенного к контуру напряжения приводит к изменению его характера на активно-ёмкостной.

   Явление быстрого перехода активно-индуктивного типа приложенного напряжения в активно-ёмкостной получило название "опрокидывание фазы". Данный эффект положен в основу работы ряда специальных электронных приборов, но в то же время незапланированное возникновение подобных процессов в сетях таит в себе опасность для электрического оборудования. Резонанс токов может вызывать те же последствия, что и резонанс напряжений, только он возникает в цепях, в которых LC-цепочки соединены параллельно.

   Последствия и борьба с резонансными явлениями

   На силовых трансформаторах с рабочим напряжением 220 кВ в результате резонанса напряжение может скачкообразно увеличиться до 300 кВ, а ток мгновенно поднимается до такой силы, при которой обмотки разрушаются в результате теплового воздействия (электродинамический удар).

   Чтобы подобных явлений не возникало, в программах переключений обычно планируют специальные операции, исключающие протекание процессов резонанса, а в систему шин нередко специально устанавливают элементы, сопротивление которых призвано бороться с явлением резонанса.


Рекомендуйте эту статью другим!



Расследование несчастных случаев в электроустановках
июль 23, 2014 4497

Расследование несчастных случаев в электроустановках

Определение последовательности действий по расследованию несчастных случаев,…
Микроконтроллеры MCS51
дек 01, 2015 1294

Микроконтроллеры MCS–51. Блок последовательного интерфейса, блок таймеров, блок прерываний. Часть 2.

Блок последовательного интерфейса. Назначение и состав блока. Блок последовательного…
Дребезг контактов 1
авг 13, 2014 2573

Дребезг контактов. Определение и защита от него.

Дребезг контактов электрического или электронного переключателя — распространенное…
перемотка якоря болгарки
нояб 08, 2013 20191

Перемотка якоря болгарки

На полке с инструментами у каждого уважающего себя мужчины должна лежать «болгарка». И…
Напряжение электрической сети
нояб 17, 2013 6832

Напряжение электрической сети

Электрическое напряжение – это основная характеристика энергетического поля. Она…