Перенапряжения в нейтрали силовых трансформаторов 6-220кВ - Анализ аварийности, связанной с нейтралью

Анализ опыта эксплуатации
Анализ аварийности, связанной с повреждениями нейтрали силовых трансформаторов и дугогасящих реакторов.
Повреждения нейтрали трансформаторов 6-220 кВ возникают чаще всего по двум причинам: при разрушении вентильных разрядников, предназначенных для защиты нейтрали и при повреждении изоляции нейтрали.
По данным [15, 16] разрушение разрядников в нейтрали силовых трансформаторов 6-220 кВ происходит в двух случаях:

1. если напряжение промышленной частоты больше, чем напряжение гашения разрядника;
2. вследствие нагрева шунтирующего сопротивления при воздействии на разрядник длительного напряжения промышленной частоты (больше допустимого).

Так, например, при защите изоляции нейтрали трансформаторов 110 кВ разрядниками типа РВС-35 напряжение гашения составляет 0,55, в то же время как напряжение в нейтрали при некоторых коммутациях может доходить до Uф. Напряжение, которое может длительно приложено к разрядникам РВС-35 с точки зрения нагрева шунтирующих сопротивлений, составляет (0,5-0,52).       По этой причине в энергосистемах бывшего СССР зачастую разрушались вентильные разрядники для защиты изолированной нейтрали силовых трансформаторов.
В этом можно убедиться, рассмотрев данные таблицы 1.1.
Изучение актов аварийности в энергосистемах позволяет сделать вывод о том, что в большинстве случаев вентильные разрядники выполняют свою основную функцию защитного аппарата, но при воздействии на них длительных перенапряжений они разрушаются.
В настоящее время в литературе нет данных о повреждениях изоляции нейтрали силовых трансформаторов и дугогасящих реакторов. Однако опрос энергосистем и изучение актов аварийности показывает, что эти случаи имели место в ряде энергосистем.
Таблица 1.1
Перечень разрушения разрядников для защиты нейтрали силовых трансформаторов 110 и 220 кВ за период 1958-80г.г.

Причины повреждения изоляции нейтрали силовых трансформаторов - отсутствие соответствующих защитных аппаратов, а также неправильная координация изоляции нейтрали и характеристик защитных аппаратов.
Необходимо также отметить, что при повреждении изоляции трансформаторов 6-220 кВ вблизи нейтрали трансформаторы могут продолжать свою работу, но так как нейтраль заземлена, то в конечном итоге сказывается только на соотношении реактивных сопротивлений прямой и нулевой последовательности для данной схемы сети. Выявить повреждение изоляции нейтрали в процессе эксплуатации не представляется возможным. Это обычно достигается при профилактических испытаниях изоляции трансформаторов, сроки которых установлены «Правилами технической эксплуатации электрической станций и сетей» [17].
Таким образом, в настоящее время имеется значительная аварийность, связанная с нейтралью силовых трансформаторов, ее защитными аппаратами и дугогасящими реакторами.