Феррорезонанс – это резонанс в электрической цепи, т. е. явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты внешнего напряжения и собственной частоты колебательного контура, содержащей хотя бы один ферромагнитный элемент. Таким элементом является сердечник ТН. Феррорезонансные явления приводят к увеличению тока через обмотку высшего напряжения (ВН), разогреву обмотки ВН и повреждению ТН [1].
Кроме повреждения ТН феррорезонансные процессы могут приводить к развитию повреждений при наличии дефектного контактного соединения и к развитию повреждений при неполнофазных режимах. В сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью при наличии однофазного замыкания на землю возможно феррорезонансное повышение напряжения в контуре с индуктивностью ТН и емкостью сети. Феррорезонансные процессы могут развиваться только при протекании токов нулевой последовательности [2].
Феррорезонанс в контуре с ТН и емкостью сети возможен в схемах, работающих с изолированной нейтралью в следующих случаях:
1) при самопроизвольном смещении нейтрали в схемах с малыми емкостными токами;
2) при субгармоническом феррорезонансе в схемах с относительно небольшими емкостями коротких линий 6-10 кВ;
3) при однофазных замыканиях на землю через перемежающуюся дугу. При наличии дугогасящих реакторов (ДГР) в таких схемах феррорезонанс невозможен, но в условиях реальной эксплуатации ДГР могут быть выведены для ремонта.
Замена ТН на антирезонансные уменьшит возможность вероятности повреждения ТН, но это мероприятие экономически неэффективно. Включение резисторов во вторичную обмотку ТН для снижения времени затухания переходного процесса малоэффективно, так как эквивалентная величина затухания, вносимая резистором, ограничена требованиями к максимально допустимой нагрузке на вторичной обмотке ТН, а также к точности измеряемого напряжения. Таким образом, исследование феррорезонанса для разработки альтернативных методов защиты является актуальной задачей. После проверки достоверности проведенных исследований необходимо выявить степень вероятности возникновения феррорезонансных явлений на объектах Казанских электрических сетей.
Основные технические решения по предотвращению феррорезонанса базируются на непрерывном контроле параметров режима. Это позволяет выявлять поврежденные фидера и отключать их. Кроме контроля параметров режима, для разрабатываемого алгоритма требуется информация о текущих параметрах схемы, положениях коммутационного оборудования, а также оперативных переключениях, которые производит диспетчер. На современных подстанциях, где установлены микропроцессорные терминалы релейной защиты, имеется возможность применить широкий спектр способов предотвращения феррорезонансных перенапряжений. Причем перспективным направлением можно считать именно комбинирование этих способов.