hrvatski

Modeliranje ferorezonantnih pojava u kapacitivnom naponskom transformatoru pomoću EMTP

Po svojoj koncepciji kapacitivni naponski transformator (KNT) tipičan je strujni krug u kojem su ferorezonantne pojave vrlo vjerojatne. Naravno, ferorezonantne pojave su nepoželjne i ako se pojave trebaju se u što kraćem vremenu otkloniti. IEC standardom definirano je da se ferorezonacija mora otkloniti za 200 ms, odnosno 2 sekunde ovisno o naponu na koji je transformator bio uzbuđen prilikom tipskog ispitivanja. Smatra se da je ferorezonacija otklonjena ako se sekundarni napon, nakon kratkog spajanja sekundarnog namota u trajanju od najmanje 0,1 sekundu, nakon proteka gore spomenutih vremena ne razlikuje više od 10% od svoje vrijednosti prije nastanka kratkog spoja. Transformator se prilikom pokusa ferorezonacije uzbuđuje sa 120% nazivnog napona i naponom koji odgovara nazivnom faktoru napona. Dosadašnja iskustva u Končaru, temeljena na nizu mjerenja i proračuna, pokazala su da pri distorziji napona uglavnom treba očekivati izrazite subharmonike neparnog reda (treći, peti itd. ) koji su u slučaju prorade zaštitnog iskrišta popraćeni i višim harmonicima. Poznato je da je gašenje subharmoničkih i ferorezonantnih titranja povoljnije ako se KNT optereti djelatnim otporom. Gušenje subharmoničkih titraja putem djelatnog otpora sa stanovišta KNT ima i određenih nedostataka. Djelatni otpor trajno priključen na sekundar ili pomoćni namot KNT nepovoljno utjeće na pogrešku mjernih transformatora, a otpor kod koji bi se u krug KNT uključivao u trenutku nastanka ferorezonacije prijeti opasnost da pri njegovom isključenju ponovo dođe do pobude koja može izazvati ferorezonatna titranja. Končar je u proizvodnji KNT koristio odnosno koristi tri vrste uređaja za gušenje ferorezonantnih titraja. Najstarije i napušteno rješenje je filter sastavljen od serijskog spoja djelatnog otpornika i serijske kombinacije prigušnice i kondenzatora podešenih na paralelnu rezonanciju pri frekvenciji mreže. Postojala su dvije varijante ovog filtera s vrijednošću kapaciteta od 180 i 120 mF. Osnovni nedostaci ovog rješenja je da je unatoč pogođenoj rezonaciji predstavljao značajan teret, što je naraočito negativno utjecalo da dinamičku pogrešku transformatora u slučaju pokusa primarnog kratkog spoja, a u eksploataciji vrlo često je dolazilo do pregaranja serijskog otpora pa je sam KNT ostajao u pogonu nezaštićen glede ovih pojava. Drugo rješenje koje se vrlo kratko koristilo je zasnovano je na elektroničkom tiristorskom uređaju koje koji je uključivao gore spomenuti RLC filter samo u slučaju pojave ferorezonacije. Ovaj uređaj pokazao se u praksi neprikladan. Naime, u serijskoj proizvodnji ugađanje rezonancije filtera nije bio jednolično pa su filteri predstavljali različite terete KNT. Na onim lošije ugođenim kada bi došlo do pobude elektroničkog uređaja i uključenja filtera proces se nije mogao prigušiti jer je svako isključenje filtera predstavljalo novu ferorezonantnu pobudu. Pojava se manifestirala trajnim titrajima kazaljke vatmetra priključenog na KNT. Treće rješenje koje se i danas koristi u osnovi je serijski spoj nelinearnog induktiviteta i djelatnog otpora koji se priključuju na sekundarni namot KNT-a. Pri frekvenciji mreže impedancija ovog filtera je relativno visoka pa filter predstavlja malo opterećenje za transformator. Kod primarnih kratkih spojeva na KNT-u energija akumulirana u ovom filteru također je mala što izuzetno povoljno djeluje na dinamičku pogrešku transformatora. U slučaju pojave subharmoničkih titranja impedancija filtera je mala pa se ta titranja, u ovisnosti o izboru djelatnog otpora, efikasno prigušuju. Međutim, kod prorade srednje-naponskog iskrišta dolazi do pojave i viših harmonika za koje je ovaj filter neefikasan pa je potrebno dosta iskustva da se pokus ferorezonancije u ovakom sustavu zadovolji. Mogući načini su promjene u-i karakteristike prigušnice filtera, promjene djelatnog otpora filtera i/ili promjena iznosa proradnog napona iskrišta. Međutim ako se srednje-naponsko iskrište ne koristi praktično ne postoji vjerojatnost pojave viših harmonika pa je ovo istraživanje inicirano ciljem da se eliminira spomenuto iskrište. Potrebno je, dakle, optimirati parametre KNT-a da zadovolji pokus ferorezonacije bez priključenog srednjenaponskog iskrišta.

kapacitivni naponski transformator; ferorezonancija

nije evidentirano