1 (2013-11-07 06:51:32 отредактировано Megawatt)

Тема: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

У коллег-наладчиков на объекте при отключении разъединителя ТН 110 кВ повредилась аппаратура в шкафу микропроцессорных защит. ТН - емкостной импортный.
Связано ли повреждение цепей ТН с отключением разъединителя ТН или это совпадение?

У меня в практике , например, как то был случай. При проверке цепей ТН 220 кВ (пробовали разные режимы, делали опыты с крышками БИ) после внедрения очередной крышки мигнул свет на подстанции. позже оказалось что взорвался ТН одной из фаз системы шин 220 кВ. Тогда посчитали, что это - случайность.

2

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Осциллограммы в студию. Вообще-то, нарушена последовательность операций, вначале отключаются вторичные цепи, затем разъединитель.

3

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Спасибо за ответ.Да, должны были. В программе переключений есть пункт об отключении автомата ТН и извлечении БИ. Сейчас пытаются выяснить было ли это сделано.
Осциллограмм скорее всего не будет, а жаль.

4

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Megawatt пишет:

У коллег-наладчиков на объекте при отключении разъединителя ТН 110 кВ повредилась аппаратура в шкафу микропроцессорных защит. ТН - емкостной импортный.Связано ли повреждение цепей ТН с отключением разъединителя ТН или это совпадение?

Уверен, что повреждение цепей ТН связано напрямую с коммутацией разъединителя. Речь, на мой взгляд, идет о классическом случае феррорезонанса в RLC цепи. Частный случай нелинейного последовательного резонанса, когда напряжение на реактивных элементах цепи может скакнуть "теоретически, при R стремящемся к нулю" до бесконечности. Ток в этой цепи ограничен только активным сопротивлением и может также возрасти до небес и взорвать ТН. Интересно, что отфильтрованные осциллограммы from MP relays могут не показать ничего подозрительного. Осмелюсь предположить при этом, что на неotфильтрованных картинках будут видны дикие пляски. Можно также посмотреть на анализ гармоник  записанного события.

Bogatikov пишет:

Вообще-то, нарушена последовательность операций, вначале отключаются вторичные цепи, затем разъединитель.

Изолирование вторичных цепей ТН перед отключением разъединителей ТН можт помочь в увеличении продолжительности жизни реле, но проблема остается, так как, если этот ТН поставляет 3Uо в цепи защит через auxilliary ТН (не уверен, как правильно по-русски: дополнительный тр-р??), то эти защиты могут ошибочно сработать или не сработать когда потребуется - из-за ошибки, вызванной феррорезонансом..
Во вторичных цепях современных емкостных ТН должны быть предусмотрены защиты от ФР, но их не всегда достаточно. Пишу по опыту.

Megawatt пишет:

У меня в практике , например, как то был случай. При проверке цепей ТН 220 кВ (пробовали разные режимы, делали опыты с крышками БИ) после внедрения очередной крышки мигнул свет на подстанции. позже оказалось что взорвался ТН одной из фаз системы шин 220 кВ. Тогда посчитали, что это - случайность.

   
Из случайно подслушанного разговора в кулуарах Конференции Страховых Агентов Нижнего Зандзибарья:
А: Коллега, как Вы считаете, есть ли жизнь на Марсе?
Б: Уважаемый Коллега, точно не знаю, но с уверенностью скажу, что: Случайность - это ничто иное, как плохо замеченная Закономерность! smile

Truth Matters^https://www.youtube.com/watch?v=0a6nMJyZ1JU

5

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Александр США пишет:

Изолирование вторичных цепей ТН перед отключением разъединителей ТН можт помочь в увеличении продолжительности жизни реле, но проблема остается, так как, если этот ТН поставляет 3Uо в цепи защит через auxilliary ТН (не уверен, как правильно по-русски: дополнительный тр-р??),

Дополнительная обмотка. До отключения разъединителя, предварительно отключаются и цепи “звезды”, и цепи “разомкнутого треугольника”.

Александр США пишет:

то эти защиты могут ошибочно сработать или не сработать когда потребуется - из-за ошибки, вызванной феррорезонансом.

Вообще-то, феррорезонанс – явление в первичной сети и повреждению при феррорезонансе подвержены первичные обмотки ТН. Кроме того, я никогда не слышал, чтобы ёмкостные ТН были подвержены феррорезонансу, они не резонируют по принципу действия. Вот появление 3Uо при отключении разъединителя возможно из-за неодновременности отключения фаз. Но были ли подключены МП защиты к 3Uо нам не известно.

Александр США пишет:

Во вторичных цепях современных емкостных ТН должны быть предусмотрены защиты от ФР, но их не всегда достаточно. Пишу по опыту.

Ни разу не слышал, что это за защиты для ёмкостных ТН? Может для электромагнитных?

6 (2013-11-07 19:07:20 отредактировано doro)

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Как-то лет десять назад довелось побывать на симпозиуме по электромагнитным проблемам (от контуров заземления до МП УРЗА), организатором которого был ЮгОРГРЭС. Так старые приятели из этой организации мне рассказали об одной разработке одного из участников конференции (кажется, И.Б. Матвеев, кажется, Новосибирский политех, за давностию лет и материалы этой конференции потерял, и детали подзабыл). Так вот на одной дальневосточной ГРЭС дважды за короткое время взорвались два разрядника (старые вентильные разрядники). И привлеченная по этому поводу большая наука выявила интересное явление: высокочастотный резонанс при операциях шинным разъединителем ТН (с обычным феррорезонансом при наличии ТН имеет больше различий, чем сходства). Есть емкостные, есть индуктивные элементы, есть компоненты дуги, которые соответствуют этому резонансному контуру. Но вот РВМГ за этими частотами не успевает и взрывается в первую очередь. Регистраторы аварийных событий за этим процессом также угнаться не могут. Более современные ОПН этого недостатка лишены. Процесс возникает при довольно строгом соотношении параметров оборудования.
После упомянутых событий пришел запрет на вывод ТН с РВС операцией разъединителем. Только с выводом системы или секции шин, причем независимо от конфигурации распредустройства. Один мой хороший знакомый (профессор, великолепный знаток резонансных явлений) в свое время брался за решение этой проблемы для конкретного объекта. Так нет, денег на научные разработки нет.
А при наличии ТН с емкостными делителями ситуация для УРЗА, подключенных к их вторичных цепях, еще усугубляется. Чем выше частота, тем легче напряжение пролазит через емкостной элемент.

Megawatt пишет:

после внедрения очередной крышки мигнул свет на подстанции. позже оказалось что взорвался ТН одной из фаз системы шин 220 кВ. Тогда посчитали, что это - случайность.

Точнее, совпадение. Даже если при неаккуратной операции с крышкой случайно оказались закороченными фазы, самая серьезная проблема может быть - отключение автомата вторичных цепей. и то в большинстве случаев не отсечка, а тепловой элемент может сработать. В моей практике был прецедент, когда закороченная горящим маслом фаза В на ноль (до автомата, соседняя фаза к тому моменту попросту взорвалась) держалась 40 минут, до того, как мне удалось все же с выбиванием двери в кабинет оперативного персонала (там был единственный телефон) посредством ДИС ГРЭС до диспетчера дозвониться.

7

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

doro пишет:

Точнее, совпадение. Даже если при неаккуратной операции с крышкой случайно оказались закороченными фазы, самая серьезная проблема может быть - отключение автомата вторичных цепей. и то в большинстве случаев не отсечка, а тепловой элемент может сработать.

Евгений Георгиевич, Вы конечно правы. Хотел написать совпадение, а не случайность. В момент внедрения крышки кроме исполнителя за операцией внимательно наблюдали четыре пары глаз и ушей. Ни искры, ни характерных звуков не было. Но свет на Пс мигнул именно в этот момент.
Дальнейшие опыты были отложены до завтра. Назавтра продолжили опыты с той же самой крышкой.

Мне вот стало интересно. А если к примеру автомат ТН отключен, крышка БИ в клеммном шкафу ТН вынута и при отключении разъединителя действительно произошел высокочастотный резонанс. Не могут ли разорванные вторичные цепи ТН выступить в качестве антенны и действительно поджарить вторичные цепи напряжения

Опять же случай из жизни во время наладки РЗА линейного реактора 500 кВ. При первом включении реактор был отключен от дифзащиты (было вывернуто одно плечо). При этом погорели некоторые цепи и с постоянным током (датчик температуры масла) и с переменным током (контакты реле автоматики обдува). Как мне потом объяснили "бывалые" релейщики при отключении реактора (т.е. большой катушки) вокруг создалось мощное эл.магнитное поле, которое и пожгло "слабые" места.

Bogatikov пишет:

Вообще-то, феррорезонанс – явление в первичной сети и повреждению при феррорезонансе подвержены первичные обмотки ТН.

Видел чужие осциллограммы феррорезонанса ТН 35 кВ. На них было видно, что после возникновения "земли" на 3Uо возникало напряжении около 115 В (точно не помню, но больше 100 В). После исчезновения "земли" напряжение 3Uо оставалось (т.е. не затухало - ферорезонанс). ТН был импортный, сопротивление в цепи 3Uо выбрано как для "советского"ТН, автомат выбран неправильно. Короче говоря, цепи грелись, изоляция разрушалась, в итоге - первичку пробивало на вторичку.

8

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Bogatikov пишет:

Вообще-то, феррорезонанс – явление в первичной сети и повреждению при феррорезонансе подвержены первичные обмотки ТН. Кроме того, я никогда не слышал, чтобы ёмкостные ТН были подвержены феррорезонансу, они не резонируют по принципу действия. Вот появление 3Uо при отключении разъединителя возможно из-за неодновременности отключения фаз. Но были ли подключены МП защиты к 3Uо нам не известно.

Емкостные ТН состоят из 4-х основных компонент: Емкостный делитель напряжения, компенсирующий реактор, понижающий тр-р, и наконец, цепь подавления феррорезонанса. Ранее я ее ошибочно назвал цепью "защиты" от резонанса, за что прошу прощения. Подавление ФР, в свою очередь, бывает, пардон, активного и пассивного, типов. В дополнение к перечисленному, для заведения ВЧ сигнала на линию, ставят дополнительные прибабмбасы в лице дрейн койл, чоук койл и керриер свитч. Компенсирующий реактор убирает емкостный сдвиг с измеряемого напряжения, а понижающий тр-р доводит его до удобоваримого уровня (в нашей деревне это 115/1.73). Компенсирующй реактор и понижающий тр-р намотаны на железо, а значит, как сказал коллега Мегаватт:

Megawatt пишет:

Видел чужие осциллограммы феррорезонанса ТН 35 кВ. На них было видно, что после возникновения "земли" на 3Uо возникало напряжении около 115 В (точно не помню, но больше 100 В). После исчезновения "земли" напряжение 3Uо оставалось (т.е. не затухало - ферорезонанс).

Другими словами, феррорезонанс нуждается в последобвательном соединении емкости и нелинейной индуктивности (железный сердечник) и может возникнуть как в Емкостном ТН (конденсаторный делитель + понижающий тр-р), так и в Индуктивном ТН (Понижающий Тр-р + емкость дли-ии-иии-нных проводов до панели)

В соответствии с IEEE C57.13 нагрузка на ЕТН может быть от 12.5 до 400ВА, в зависимости от исполнения и класса. Как я понимаю, "крышка БИ" используется для коммутации цепей напряжения. Вставив крышку, вы нагрузили ТН, возможно сверх меры, когда при идеальных условиях (момент нахождения синусоиды напряжения в момент коммутации), мог и возникнуть пресловутый ФР, взорвавший Ваш ТН. Кстати, только одна фаза погорела, не так-ли?
Я не знаю как работают крышки БИ, но если есть возможность неодновременной коммутации всех трех фаз этой самой крышкой, то вероятность возникновения ФР на Вашем ТН могла быть значительной (3Vo backfed to the Primary, etc..).
Ничего серьезного, просто размышления вслух..

Truth Matters^https://www.youtube.com/watch?v=0a6nMJyZ1JU

9 (2013-11-09 19:49:05 отредактировано Bogatikov)

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Megawatt пишет:

Но свет на Пс мигнул именно в этот момент.
Дальнейшие опыты были отложены до завтра. Назавтра продолжили опыты с той же самой крышкой.

Вы ничего не говорили о мигании света, речь шла о повреждении вторичных цепей. Мигание света – это КЗ в сети первичной. А тут уже возможны варианты.

Megawatt пишет:

А если к примеру автомат ТН отключен, крышка БИ в клеммном шкафу ТН вынута и при отключении разъединителя действительно произошел высокочастотный резонанс. Не могут ли разорванные вторичные цепи ТН выступить в качестве антенны и действительно поджарить вторичные цепи напряжения

Сомневаюсь. Весь мой опыт общения с ёмкостными ТН (10 лет), говорит об обратном. За это время я не видел ни одного случая феррорезонанса ёмкостных ТН ни на основной частоте, ни на ВЧ, ни эффекта антенны. По моему, это из области фантастики.

Megawatt пишет:

Опять же случай из жизни во время наладки РЗА линейного реактора 500 кВ. При первом включении реактор был отключен от дифзащиты (было вывернуто одно плечо). При этом погорели некоторые цепи и с постоянным током (датчик температуры масла) и с переменным током (контакты реле автоматики обдува). Как мне потом объяснили "бывалые" релейщики при отключении реактора (т.е. большой катушки) вокруг создалось мощное эл.магнитное поле, которое и пожгло "слабые" места.

Уж не знаю, как прокомментировать. Но у нас тоже был случай. При первом включении ПС 500 кВ, в момент включения выключателя реактора погорели изоляторы 10 кВ. Два раза подряд. Все репу чесали, почему собственно? Проверенные люди шепнули – забыли заземлить нейтраль АТ 500 кВ…

Megawatt пишет:

После исчезновения "земли" напряжение 3Uо оставалось (т.е. не затухало - ферорезонанс).

В моей практике тоже был случай. На удалённой сельской насосной станции наблюдали в 3Uо 250В. Я тогда был ещё совсем зелёный, мой ведущий инженер не смог объяснить это явление.

Александр США пишет:

Емкостный делитель напряжения, компенсирующий реактор, понижающий тр-р, и наконец, цепь подавления феррорезонанса. Ранее я ее ошибочно назвал цепью "защиты" от резонанса, за что прошу прощения. Подавление ФР, в свою очередь, бывает, пардон, активного и пассивного, типов.

У меня поверхностные знания в устройстве ёмкостных ТН, но я всегда считал, что оно не подвержены резонансу по принципу действия, т.к. ёмкость с ёмкостью не резонируют. Да и не только у меня такие убеждения.
Кроме того, одним из способов борьбы с феррорезонансом является установка конденсатора связи на шинах.

10

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Каждый из присутствующих здесь уважаемых коллег, должен был "пройти" тему о резонансе с участием нелинейной индуктивности, как часть курса ТОЭ.
ФР, как физическое явление, в том числе, с участием емкостных ТН, широко описан в литературе, цепи подавления последнего присутствуют во всех ТН, с которыми мне довелось работать.
Я настоятельно рекомендую коллегам ознакомиться с докладом "Effects of CCVT Secondary Cirquit Ferroresonance on Protective Relaying", presented by Scott L Hayes and Mohammed Vaziri at 61-st Annual Georgia Tech Protective Relaying Conference, May 2 - 4, 2007 Atlanta, Georgia.
Увы, статья написана на басурманском языке, как и многие другие..

Truth Matters^https://www.youtube.com/watch?v=0a6nMJyZ1JU

11

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Не, Александр, этот доклад выше моих сил. Можно по русски, своими словами, если не затруднит?

12

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Коллеги, кому интересно про феррорезонанс по-русски - вот есть ссылка: Внешняя ссылка

13

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Давайте посмотрим на тривиальный последовательный резонанс в цепи с Vs (источник напряжения) и последовательно соединенных Xc, Xl  и R, с соответственными напряжениями, Vr, Vc и Vl. Допустим, что R стремится к нулю. Тогда:

Vl = (Vs / jXl - jXc)*(jXl) = Vs / (1-Xc/Xl)
      Предположим, что Емкость и Индуктивность соотносятся так: Хс/Xl=0,9
      Тогда:
Vl=(Vs/1-0,9)*jXl = Vs/0,1 = 10*Vs, это, даже не принимая во внимание насыщаемого железа, может взорвать разрядники на вводах реактора, или повредить трансформатор, etc..

Vc=Vs/jXl-jXc*(-jXc)= -Vs/(Xl/Xc - 1) = -Vs/(1/0.9) - 1 = -Vs/(1.111-1) = -9*Vs, а это может взорвать Емкостный ТН.

В статье приводится несколько сценариев возникновения ФР:
1. Ручное, т.е. по-фазное подключение к сети (или отключение от сети), трансформатора через длинный кабель со значительной распределенной емкостью, или имеющего ШК поблизости.
3. При восстановлении Изолированной системы, состоящей, помимо собственной индуктивности, из распределенной генерации и достаточного количества компенсирующей емкости (ШР и т.д.).
4. Явление само-возбуждения малых генераторов (небольшие ГЭС, etc.) при условии наличия достаточной присоединенной емкости, при возникновении "острова". Перенапряжения возникают при разрядке (международной напряженности???.. Тьфу, бес попутал lol).. Нет, при разрядке системной емкости на крайне нелинейную (железо!) индуктивность системных трансформаторов. По разным источникам, наблюдались перенапряжения, вплоть до 3 p.u. (!)
Кстати, surge arresters (как по-русски??), могут только "сделать обрезание" пиковому напряжению, но не излечить от ФР.
Далее в статье говорится о ФР ТН буквально следующее:

Ferroresonance can occur in CCVTs. This is a direct consequence of the non-linear magnet using characteristic of the Voltage Transformer. A single-phase Voltage Transformer commented to a station bus, can be driven into FR by the switching transients that occur when the bus is isolated from the power system by one or more circuit breakers having grading capacitors..

Авторы, далее, приводят примеры "странного" поведения МП реле при коммутации местного CCVT: реле подали тревожный сигнал через SCADA, техники приехали на ПС, посмотрели на запись и не увидели ничего подозрительного. Когда событие повторилось в другой раз, инженеГры затребовали нефильтрованную запись события и обнаружили там броски напряжения и большое кол-во гармоник...

Вообще, статья заслуживает перевода, на мой взгляд.

Truth Matters^https://www.youtube.com/watch?v=0a6nMJyZ1JU

14

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

В предыдущем посте вкрались очепятки: отправлял сообщение с "умного телефона", туды его, в качель!
Вместо "magnet using.." должно быть - "magnitizing"!

Truth Matters^https://www.youtube.com/watch?v=0a6nMJyZ1JU

15

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Александр США пишет:

ФР, как физическое явление, в том числе, с участием емкостных ТН, широко описан в литературе, цепи подавления последнего присутствуют во всех ТН, с которыми мне довелось работать.

А есть реальные случаи повреждения ёмкостных ТН из-за ФР и реальные осциллограммы? У меня за 10 лет работы с такими ТН нет.

16

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Думаю, самое первое сообщение топикстартера является прямым и непосредственным ответом на Ваш вопрос. Могу поставить бутылку местной Столичной против левого осетинского коньяка, что на об"екте коллеги Megawatt имел место классический случай ФР, с участием раз"единителей, близлежащего трансформатора и главного героя трагедии - Емкостного Трансформатора Напряжения.

Truth Matters^https://www.youtube.com/watch?v=0a6nMJyZ1JU

17 (2015-03-26 06:41:39 отредактировано l_yuriy)

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

11111111111

Чудес не бывает.

18

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

У меня вопрос не по теме, но касается того, что прозвучало в обсуждении. А именно:

doro пишет:

на одной дальневосточной ГРЭС дважды за короткое время взорвались два разрядника (старые вентильные разрядники). И привлеченная по этому поводу большая наука выявила интересное явление: высокочастотный резонанс при операциях шинным разъединителем ТН (с обычным феррорезонансом при наличии ТН имеет больше различий, чем сходства). Есть емкостные, есть индуктивные элементы, есть компоненты дуги, которые соответствуют этому резонансному контуру. Но вот РВМГ за этими частотами не успевает и взрывается в первую очередь.

Кто-нибудь может объяснить поподробнее причину повреждения РВМГ? Что с ним происходит, каким образом он участвует в процессе и, собственно, повреждается. Почему, по словам Евгения Георгиевича, "высокочастотный резонанс" в этом случае не похож на "обычный феррорезонанс"?

19 (2016-12-31 18:45:38 отредактировано doro)

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

Впервые с подобной проблемой познакомился на тусовке ТВНщиков в пансионате Энергетик (Дивноморск под Геленджиком). Я-то давно был релейщиком, но директор РДУ (тоже релейщик) крайне интересовался проблемами электромагнитной совместимости РЗА.
Краткое описание проблемы. На одной из дальневосточной электростанций (кажется, Приморская ГРЭС) при сходном стечении обстоятельств и операциях шинными разъединителями за короткое время взорвались два разрядника типа РВМГ. При этом возникали Вч процессы с частотой, с которой РВМГ справится не мог. ОПН - несколько другие наблюдения.  По второму случаю была привлечена высокая наука. С ходу представителя не вспомню, хотя лично пообщался. Было выяснено, что ОРУ-110 совместно со связанными емкостными и индуктивными элементами при операциях шинными разъединителями создает некоторую радиоантенну, генерирующую частоту, на которую РВМГ не рассчитаны. Но вот берут ее по полной программе, причем регулярно взрываются.
По этому поводу был создан циркуляр, по которому вывод ТН с РВМГ предписывалось выполнять только только с выводом соответствующей системы шин. Котенок дохлый и долго не прожил. Но вреда принес немало.

20

Re: Почему сгорели вторичные цепи ТН?

doro пишет:

По этому поводу был создан циркуляр, по которому вывод ТН с РВМГ предписывалось выполнять только только с выводом соответствующей системы шин.

Номер циркуляра или ссылку не дадите?