Расчет импульсных перенапряжений в масляных трансформаторах
ВВЕДЕНИЕ
Трансформатор является одним из важнейших элементов энергетической системы. Он обеспечивает преобразование, передачу и распределение электрической энергии, которая должна бесперебойно доводиться до потребителя. Вывод трансформатора из строя или его отключение приводит к нарушению электроснабжения потребителей либо перегрузке оставшихся в работе элементов энергосистемы и оборудования подстанций (трансформаторов, линий электропередачи, выключателей, разъединителей и т.д.). Следовательно, для того, чтобы обеспечить надежность работы энергосистемы, необходимо, чтобы трансформатор был стойким ко всем опасным воздействиям и защищен от них.
К опасным воздействиям на трансформатор можно отнести перегрузки трансформатора по току, длительное повышение рабочего напряжения, сейсмические воздействия на трансформатор, воздействия геомагнитных токов, ударные механические воздействия токов короткого замыкания, грозовые и коммутационные перенапряжения [1].
Наиболее опасным воздействием яв
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ6
1 ИМПУЛЬСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ8
В ТРАНСФОРМАТОРАХ8
1.1 Цель импульсных испытаний9
1.2 Виды волн перенапряжений10
1.3 Стандартные грозовые импульсы13
1.4 Защита от импульсных перенапряжений16
2 РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ20
2.1 Схема замещения трансформатора при воздействии импульсных перенапряжений20
2.2 Классический метод расчета импульсных воздействий в обмотках с помощью ЭВМ. Расчет переходного процесса для схемы замещения23
2.2.1 Область применения программы VLN. Основные функции28
2.2.2 Описание исходных данных для расчета30
2.3 Программа BIL. Суть методов расчета в программе BIL33
2.4 Гибридный метод расчета трансформаторов при импулсных воздействиях38
Выводы по 2 разделу41
3 ИМПУЛЬСНЫЙ ОБМЕР42
3.1 Схема проведения импульсного обмера (ИО)47
4 СРАВНЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ53
Выводы по 4 разделу73
ПРИЛОЖЕНИЕ А81
ПРИЛОЖЕНИЕ Б88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Ахметшин Р. С. Защита силовых трансформаторов от перенапряжений / Ахметшин Р. С., Шакиров Ю. И., Сюткина Ю. П. // Вестник Науки и Творчества, 2017, №3, c. 21-26.
2 Ф., Важов В. Ф., Лавринович В. А., Лопаткин С. А. Техника высоких напряжений / Курс лекций для бакалавров направления 14.02.00 "Электроэнергетика" // – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 119 с.
3 Принцип работы [Электронный прибор] // Главная – Принцип работы силового трансформатора. URL: [https://principraboty.ru/princip-raboty-silovogo-transformatora/] (дата обращения 07.03.2023 г.).
4 Техника высоких напряжений, под ред. М. В. Костенко, М., 1973. – 528 c.
5 Алексенко Г.В., Ашрятов А.К., Веремей Е.А., Фрид Е.С. Испытание мощных трансформаторов и реакторов М.: Энергия, 1978 г. , 520 с.
6 Бики М.А. Проектирование силовых трансформаторов. Расчеты основных параметров. - М.: Знак, 2013. – 609 с.
7 ГОСТ Р 55194-2012 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. – М.: Стандартинформ, 2015. – 64 с.
8 Вольдек, А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд 2-е, перераб доп. - Л,: Энергия, 1974. – 840 с.
9 Герасимова Л. С., Дейнега И. А., Пшеничный Г. И., Чечелюк Я. Трансформаторы, выпуск 35. Технология и механизация производства обмоток и изоляции силовых трансформаторов, 1979. – 331 с.
10 Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. – Л.: Энергия, 1970. – 432 с.
11 Kulkarni S. V., Kumbhar G. B. A “Directly Coupled Field-Circuit Model of a Transformer to Study Surge Phenomena and for Frequency Response Analysis” Department of Electrical Engineering / Indian Institute of Technology-Bombay, Powai, Mumbai-400076, India//. pp 5, May 2014 Electronic ISBN:978-1-4799-5141-3, DOI: 10.1109/NPSC.2014.7103838
12 Maxym Ostrenko, Bogdan Andriienko “Transformer Impulse Surges Calculation by FEM Coupled to Circui”. IEEE
Программа не распространяется на расчет напряжений в трансформаторах с изолированной нейтралью обмоток высокого напряжения при отсутствии на стержне других короткозамкнутых обмоток. Напряжения между витками в катушках определяются без учета внутрикатушечных колебаний.
Программа предназначена для определения импульсных напряжений между любыми точками винтовых (в том числе многоходовых регулировочных), многослойных и катушечных (непрерывных, переплетенных и комбинированных) обмоток с учетом (при необходимости) внешних активных сопротивлений, а также для определения коэффициентов запаса электрической прочности межкатушечных каналов во всех перечисленных выше типах обмоток.