Приложение 14 к приказу Министра энергетики Республики Казахстан от 30 декабря 2016 года № 580

1. Настоящие Методические указания по применению неполнофазных режимов работы основного электрооборудования электроустановок 330–1150 киловольт (далее – кВ) (далее – Методические указания) разработаны в соответствии с подпунктом 323) пункта 15 Положения о Министерстве энергетики Республики Казахстан, утвержденного постановлением Правительства Республики Казахстан от 19 сентября 2014 года № 994.

Пункт 1 изложен в новой редакции Приказа Министра энергетики РК от 27.02.2025 г. № 103-н/қ (см. редакцию от 30.12.2016 г.)(изменение вводится в действие с 16.03.2024 г.)

Методические указания содержат основные положения по применению на подстанциях и в открытых распределительных устройствах (далее – ОРУ) электрических станций 330–1150 кВ неполнофазных режимов работы автотрансформаторов (трансформаторов) и шунтирующих реакторов, выполненных в виде трехфазных групп из однофазных единиц.

2. Методические указания предназначены для персонала проектных, научных и эксплуатационных организаций в области электроэнергетики. При проектировании подстанций они применяются только при выборе отдельных конструкций ОРУ и его заземляющего устройства, при выборе схемы управления коммутационными аппаратами и аппаратуры релейной защиты с целью обеспечения возможности применения таких режимов.

3. В настоящих Методических указаниях применяются следующие основные понятия и определения:

1) неполнофазный режим − режим, возникающий при отключении (или включении) не всеми фазами сторон высшего напряжения (далее - ВН) или среднего напряжения (далее - СН).

Иные понятия и определения, используемые в настоящих Методических указаниях, применяются в соответствии с законодательством Республики Казахстан в области электроэнергетики.

4. Рекомендуемые настоящими Методическими указаниями мероприятия подготавливаются заранее (до использования неполнофазных режимов), так как эти режимы возникают неожиданно в процессе переключений в электрических установках или действий устройств релейной защиты и автоматики.

5. В указанном ниже объеме действий персонала предусматриваются работы по осуществлению неполнофазного режима, определяемого наихудшими условиями его реализации.

6. Основной целью применения неполнофазных режимов работы автотрансформаторов (далее - AT) и шунтирующих реакторов (далее - ШР) в электрических сетях напряжением 330-1150 кВ является сохранение в эксплуатации надежности электроснабжения потребителей при выводе в ремонт планового и послеаварийного фаз оборудования.

7. Применение неполнофазных режимов работы автотрансформаторов и шунтирующих реакторов предназначено для подстанций (далее - ПС) 330, 500, 750 и 1150 кВ с трехфазными группами из однофазных единиц оборудования.

8. В настоящих Методических указаниях приводится порядок определения:

1) параметров несимметрии и условий, ограничивающих применение таких режимов;

2) перегрузки генераторов электростанций, опасных и мешающих влияний на линии связи, возможности перекрытия и горения дуги на искровых промежутках, шунтирующих гирлянды изоляторов тросов, настройки релейной защиты и автоматики, электробезопасности и термической стойкости заземляющих устройств;

3) возможности применения симметрирования возникших несимметричных режимов путем пофазного изменения коэффициентов трансформации автотрансформаторов;

4) дополнительных мероприятий по обеспечению защиты от повышений напряжений оборудования подстанции и линий.

9. При разработке мероприятий, обеспечивающих применение неполнофазных режимов работы автотрансформаторов и шунтирующих реакторов, рассматриваются нормальные, послеаварийные и ремонтные схемы работы электрической сети и изменение схем ПС при оперативных и аварийных переключениях на данной и соседних по сети подстанциях.

10. Длительность неполнофазных режимов работы автотрансформаторов и шунтирующих реакторов составляется несколькими часов (при замене резервной фазы) и несколькими месяцами (при заводском ремонте поврежденной фазы и отсутствии резервной).

11. При оценке допустимости неполнофазного режима работы автотрансформатора или шунтирующего реактора рассчитываются параметры несимметрии на подстанции, где установлено оборудование и вдоль линий, отходящих от нее, и сравниваются с их ограничениями по условиям работы генераторов, влияния на сближенные с воздушными линиями (далее - ВЛ) сверхвысокого напряжения (далее - СВН) или пересекаемые линии связи, надежности работы релейной защиты, электробезопасности и термической стойкости заземляющих устройств (далее - ЗУ) распределительных устройств подстанций.

12. Возможное изменение качества электроэнергии, параметры несимметрии и дополнительные потери мощности и электроэнергии для сетей, смежных с сетями предприятия, применяющего неполнофазный режим работы автотрансформатора или шунтирующего реактора, согласовываются с их владельцами и оговариваются в соответствующих пунктах договоров о расчетах за электроэнергию.

13. Для применения неполнофазных режимов работы автотрансформаторов и шунтирующих реакторов выполняется:

1) составляется первичная расчетная схема фрагмента электрической сети вокруг подстанции с автотрансформатором или шунтирующим реактором, который работает с неполным числом фаз.

Границы фрагмента применительно к шунтирующему реактору определяются подстанциями, присоединенными к противоположным концам линий электропередачи, отходящих от рассматриваемой подстанции. Применительно к автотрансформатору - подстанциями и РУ электрических станций, подключенных к противоположным концам линий, отходящих от рассматриваемой подстанции или распределительного устройства (далее - РУ) электростанций;

2) в расчетной схеме принимается наименьшее (по условиям работы энергосистемы в период применения неполнофазных режимов работы автотрансформатора или шунтирующего реактора) количество автотрансформаторов, генераторов и воздушных линий.

При длительном существовании неполнофазного режима рассматривают схемы, в которых отключают поочередно отдельные линии, автотрансформаторы или генераторы электростанции, примыкающие к подстанциям с оборудованием, работающим в неполнофазном режиме, и имеющие наименьшее из них продольное индуктивное сопротивление;

3) для принятого фрагмента сети составляется расчетная схема замещения. Часть за границами расчетного фрагмента электрической сети, примыкающая к граничным подстанциям, представляется эквивалентными индуктивными сопротивлениями прямой, обратной и нулевой последовательностей, определенными при расчете короткого замыкания (далее - КЗ) на подстанциях и электродвижущей силы (далее - ЭДС), равными (по модулю) наибольшему рабочему напряжению, - по прямой последовательности.

При составлении схем замещения используются паспортные значения электрических параметров шунтирующего реактора или автотрансформатора (с учетом положения переключателя регулирование под нагрузкой (далее - РПН)) и расчетные значения параметров для воздушных линий;

4) расчет токов и напряжений при неполнофазных режимах работы автотрансформатора или шунтирующего реактора в неразветвленной сети выполняется аналитическим способом, используя соотношения, приведенные согласно таблице 3 приложения 1 к настоящим Методическим указаниям. Z1, Z2, Z0 - эквивалентные сопротивления схемы относительно выводов разрыва цепи по прямой, обратной и нулевой последовательностям соответственно, Е1 -эквивалентная ЭДС сети относительно этих выводов по прямой последовательности, полученная путем последовательно-параллельного свертывания схемы замещения.

При обратном развертывании схемы замещения получают распределение токов и напряжений по ее элементам - для разветвленных схем сети и сложных несимметричных режимов и при применении симметрирования расчет режима работы сети при неполнофазном режиме работы автотрансформатора или шунтирующего реактора по составленной схеме замещения выполняется вручную, или по программам для электронно-вычислительных машин, описанным в приложении 1 к настоящим Методическим указаниям.

14. При расчетах определяют токи и напряжения по фазам и по последовательностям:

1) в начале и конце, в отдельных случаях и в промежуточных точках линий, прежде всего отходящих от подстанции с неполно-фазным режимом работы оборудования;

2) в обмотках высшего, среднего и низшего напряжений автотрансформаторов (трансформаторов);

3) на выводах генераторов.

15. Определяются токи через нейтрали автотрансформаторов (трансформаторов) и шунтирующих реакторов подстанций в границах расчетной схемы.

16. До применения неполнофазных режимов работы оборудования измеряются значения параметров несимметрии для элементов схемы, которые вызывают ограничение возможности применения режимов - токи и напряжения нулевой и обратной последовательностей в начале и конце отходящих линий, токи и напряжения обратной последовательности на выводах ближайших генераторов.

Измерения токов и напряжений по всем последовательностям производятся с помощью прибора анализа качества электроэнергии, подключаемого во вторичных цепях измерительных трансформаторов. Измеренные значения среднеквадратично (корень квадратный из суммы квадратов) складываются с расчетными значениями для соответствующих последовательностей при применении неполнофазных режимов работы оборудования. Полученные расчетные значения параметров несимметрии используются для дальнейшего анализа ограничения и настройки релейной защиты.

17. Когда применение неполнофазных режимов работы автотрансформаторов и шунтирующих реакторов ограничено или исключено тем, что параметры возникающей при этом несимметрии превышают допустимые значения, применяются способы симметрирования режимов линий и электрических сетей:

1) пофазное изменение коэффициентов трансформации автотрансформаторов;

2) перевод в неполнофазный режим шунтирующих реакторов.

18. Перевод в неполнофазный режим работы шунтирующих реакторов применяют для симметрирования режима сети с неполнофазным включенным автотрансформатором, если пофазное изменение коэффициентов трансформации недостаточно или невозможно из-за ненадежности РПН автотрансформатора. При неполнофазном режиме работы шунтирующего реактора способ применяется на подстанции на противоположном конце линии.

19. Симметрирование на удаленных подстанциях применяется для снижения токов обратной и нулевой последовательностей вдоль линии между данной подстанцией и подстанцией с неполнофазным режимом работы оборудования.

20. Путем пофазного регулирования коэффициента трансформации в технически возможных пределах регулирования РПН неполнофазно включенного автотрансформатора снижаются значения параметров несимметрии на 15 - 25% при его максимальной нагрузке. При этом для снижения тока нулевой последовательности в линии и в автотрансформаторе и несимметрии напряжения на стороне ВН коэффициент трансформации (с СН на ВН) увеличивается на отстающей от отключенной фазе или уменьшается на опережающей.

21. Для уменьшения тока и напряжения обратной последовательности в линии сверхвысокого напряжения и напряжения обратной последовательности на обмотке среднего напряжения автотрансформатора производится обратное изменение коэффициентов трансформации согласно пункту 19 настоящих Методических указаний.

22. Для снижения на 30-35% напряжений обратной последовательности на выводах обмоток применяется одинаковое снижение коэффициентов трансформации (с ВН на СН) на обеих включенных фазах автотрансформатора, работающего в неполнофазном режиме.

23. При неполнофазном режиме работы шунтирующего реактора симметрирование осуществляется путем пофазного изменения коэффициентов трансформации автотрансформаторов на той же подстанции в зависимости от длины отходящих линий и мощности подпитки короткого замыкания в этой точке со стороны примыкающих энергосистем. Это снижает токи и напряжения обратной и нулевой последовательности на 25 - 50%.