Ferrorezonans w sieciach elektroenergetycznych
Ferrorezonans lub rezonans nieliniowy to rodzaj rezonansu w obwodach elektrycznych , który występuje, gdy obwód zawierający nieliniową indukcyjność jest zasilany ze źródła o pojemności szeregowej , a obwód jest poddawany zakłóceniom, takim jak otwarcie przełącznika. Może powodować przepięcia i przetężenia w systemie elektroenergetycznym i może stwarzać zagrożenie dla przesyłowych i dystrybucyjnych oraz dla personelu operacyjnego.
Ferrorezonans różni się od rezonansu liniowego, który występuje, gdy reaktancje indukcyjne i pojemnościowe obwodu są równe. W rezonansie liniowym prąd i napięcie są ze sobą powiązane liniowo w sposób zależny od częstotliwości. W przypadku ferrorezonansu charakteryzuje się on nagłym skokiem napięcia lub prądu z jednego stabilnego stanu pracy do drugiego. Zależność między napięciem a prądem zależy nie tylko od częstotliwości, ale także od innych czynników, takich jak wielkość napięcia systemu, początkowy strumień magnetyczny żelaznego rdzenia transformatora, całkowita strata w obwodzie ferrorezonansowym i punkt na fali początkowego przełączania .
Efekty ferrorezonansowe zostały po raz pierwszy opisane w artykule Josepha Bethenoda z 1907 roku . Termin ferrorezonans został najwyraźniej wymyślony przez francuskiego inżyniera Paula Boucherota w artykule z 1920 r., W którym przeanalizował zjawisko współistnienia dwóch stabilnych punktów pracy o częstotliwości podstawowej w obwodzie szeregowym zawierającym rezystor, nieliniową cewkę indukcyjną i kondensator.
Warunki
Ferrorezonans może wystąpić, gdy nieobciążony system 3-fazowy składający się głównie z elementów indukcyjnych i pojemnościowych zostanie przerwany przez środki jednofazowe. W dziedzinie dystrybucji energii elektrycznej ma to zazwyczaj miejsce w sieci dystrybucji energii elektrycznej średniego napięcia złożonej z transformatorów (element indukcyjny) i kabli zasilających (element pojemnościowy). Jeśli taka sieć ma niewiele obciążeń rezystancyjnych lub nie ma ich wcale , a następnie jedna faza przyłożonego napięcia zostanie przerwana, może wystąpić ferrorezonans. Jeśli pozostałe fazy nie zostaną szybko przerwane, a zjawisko to będzie trwało, przepięcie może doprowadzić do przebicia izolacji w podłączonych elementach, aw konsekwencji do ich uszkodzenia.
Zjawiska tego można uniknąć, podłączając minimalne obciążenie rezystancyjne do uzwojeń wtórnych transformatora lub przerywając przyłożone napięcie za pomocą 3-fazowego urządzenia przerywającego, takiego jak połączony (3-biegunowy) wyłącznik automatyczny .