В промышленной практике эксплуатации распределительных энергосистем различного
уровня мощности и протяженности имеют место случаи аварийных ситуаций, в основе возникновения
которых лежит электроферрорезонанс. В этой связи аналитический взгляд на это явление представляет
значительный интерес. Изначально следует отметить, что этот вопрос далеко не новый, в развитие
теории и понимания его внесли свой вклад большое число исследователей.
        Преследуя цель выяснения физической сути и выявления факторов, параметров
() и величин (), наиболее влияющих на поведение электроферрорезонансной системы как неавтономной
распределительной автопараметрической колебательной системы, обратим свое внимание на учет
нелинейности отдельных элементов и их диссипативность, а также зависимость от входного (питающего) напряжения и др.
        В трехфазных электроферромагнитных колебательных контурах возможно возникновение автопараметрических
колебаний, в основе специфической особенности которых заметная роль может принадлежать магнитной
взаимосвязанности (взаимоиндуктивности) фаз.
        В [1] отмечается, что в области возбуждения токов на основной частоте их форма такова, что имеют
место высшие гармонические колебания третьего и более высокого порядка.
При этом форма тока электроферромагнитного контура (элемента контура) часто носит импульсный
характер. В неустойчивой области вольт(амперных характеристик (ВАХ) возбуждаются комбинационные
колебания, содержащие высшие гармонические колебания третьего и более высокого порядка. Эти колебания
в системе могут вызвать перенапряжения и сверхтоки, приводящие в итоге к аварии. Знание причин и
условий возникновения таких режимов в трехфазных распределительных системах представляет наибольший
практический интерес, т.к. позволяет:
        Колебания, возникающие в электроферромагнитных нелинейных системах, нередко
"...не поддаются анализу с позиции динамических закономерностей. Даже в простейших случаях
возникновение и установление колебаний в этих системах (цепях) управляется статическими
закономерностями, при этом проявляется влияние отдельных граничных условий на установление в
системе процессов" [1].
        Феррорезонанс в электроферромагнитных неавтономных автоколебательных системах
носит довольно сложный характер и определяется как действием внешних параметров (величин), так и
наличием диссипативных явлений, характером нелинейности таких элеменов, как или же, что не исключено
, , или их сочетанием. В таких случаях понятие собственной частоты как функции дифференциальной
индуктивности (емкости) является достаточно сложным и собственная частота системы в различных ее
состояниях различна [3].
        Действующие значения линейных и нелинейных элементов, а также резонансные
кривые феррорезонансной системы могут существенно изменяться как под влиянием отдельных, так и
совокупности параметров системы. Например, дифференциальной (динамической) индуктивности или подмагничивания.
        В рассматриваемом случае нас в наибольшей мере интересует явление
феррорезонанса, сопровождающееся "скачком" (рис. 1).
        1) осуществить поиск способов и путей предотвращения возникновения опасных режимов;
        2) осуществить поиск и разработку способов и средств эффективной защиты от опасных колебаний в системе;
        3) обеспечить бесперебойное энергоснабжение угольных предприятий.
Рисунок 1 — Резонансные кривые ; и — значения для верхних () и нижних () точек скачка; (при малых , когда и ; а при больших амплитудах () > и ) коэффициенты .
        Вынужденные колебания в электроферрорезонансном контуре с нелинейной индуктивностью (емкостью) описываются расширенным уравнением Дуффинга [2]:
  | , | (1) |
где — коэффициент, учитывающий затухание в нелинейном неавтономном контуре.
        Ища решение (1) при принятии некоторых корректных упрощений [1], можно получить уравнение
  | , | (2) |
        На рис. 1 в соответствии с уравнением (2) для случая представлено семейство резонансных кривых, построенных для различных .         В рассматриваемом случае изгиб резонансной оси и характер начального участка резонансных кривых обусловлен малыми значениями амплитуд ( мал). С увеличением амплитуды () эквивалентная индуктивность растет, а уменьшается, что обусловливает малые амплитуды вынужденных колебаний, т.е. имеет место эффект, аналогичный влиянию затухания (наличию диссипации), ограничивающему максимальную амплитуду вынужденных колебаний в системе.
        Исходя из (2) в неавтономном нелинейном электроферрорезонансном контуре возможно скачкообразное изменение амплитуды тока, т.е. и характеризуется областью неоднозначных значений.
        Возбуждающиеся в трехфазных электроферромагнитных колебательных контурах комбинационные колебания при определенных соотношениях параметров системы и приложенного напряжения могут сопровождаться опрокидываниями, предшествующими некоторым устойчивым режимам.
        В [1] отмечается, что возникающие комбинационные колебания характеризуются периодической перестройкой, т.е. "...система находится в одном режиме, после некоторого промежутка времени (приложенное напряжение постоянно) скачком переходит в другой режим, а оттуда — опять в первоначальный и т.д.". Этот режим может поддерживается достаточно устойчиво.
        С изменением входного (приложенного) напряжения и увеличением частоты перестройки, в системе может возникнуть режим трехкомпонентных колебаний на высших или других (основной, низшей) частотах, которые могут являться частным случаем колебаний с опрокидыванием, которые характеризуются переходом в режим больших токов.
        Целесообразно исследовать возможность и условия возникновения автопараметрических колебаний в трехфазных электроферромагнитных цепях локальных систем электроснабжения угольных шахт, включив в рассматриваемую систему линии, подстанции, начиная с напряжения 35 (110) кВ.
Повернутися до бібліотеки | На початок статті |
Вернуться в библиотеку | К началу статьи |