Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы
, Гость!
Режим : Trial 
Войти...
Регистрация...

Для организаций:
информационный буклет


Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

  Союз образовательных сайтов
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 14.01.2015
Код ГРНТИ: 44.00.00
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Формирование схемы замещения и характеристического уравнения при тестировании обмоток силовых трансформаторов со схемой соединения «треугольник» прямоугольными импульсами напряжения

Н.А. Лебедев, Д.В. Кокорин
ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Силовые трансформаторы являются важнейшей электротехнической установкой электропитающих систем, от надёжности и качества функционирования которых зависит надёжность и качество распределяемой электрической энергии [1].

В настоящее время в эксплуатации на энергетических предприятиях России находится значительное число силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ, имеющих срок наработки 25 лет и более [2].

В связи с этим всё более актуальной становится задача продления срока службы и оценка возможности дальнейшей эксплуатации такого оборудования. Опыт эксплуатации силовых трансформаторов показывает, что и после отработки установленного срока службы значительная часть существующего парка сохраняет работоспособность и его замена нецелесообразна [3].

Одним из наиболее эффективных методов выявления дефектов в трансформаторном оборудовании является метод низковольтных импульсов, который позволяет определять не только наличие дефекта, но и место его возникновения, а также выявлять дефекты, находящиеся на ранней стадии развития, следить за состоянием изоляции обмоток и объективно оценивать процесс эксплуатации силового трансформатора.

Суть метода состоит в том, что на один вывод первичной обмотки подаётся тестовый сигнал прямоугольной формы, а с другого вывода фиксируется диагностический сигнал. Полученный сигнал подвергается разложению в спектр, а также сравниванию с эталонным спектром для данной марки трансформатора для условно-идеального технического состояния.

Подача и снятия тестового сигнала осуществлялись генератором-осциллографом АКИП – 4107, с программным обеспечением PicoScope 6, позволяющим раскладывать полученные сигналы в спектр и сравнивать их.

В процессе исследования были разработаны несколько схем замещения трансформатора и на основании наиболее правильного учета всех параметров выбрана схема, более точно отображающая процессы, происходящие в обмотках силового трансформатора. После чего были обоснованы все элементы схемы замещения. Наличие как можно больше обоснованных элементов в схеме замещения приблизит математическую модель к реальному трансформатору и даст наиболее точный результат моделирования процесса. При изменении какого-либо параметра схемы замещения будет изменяться процесс, протекающий в обмотках и изоляции трансформатора. Характер этого процесса позволит объективно оценить работу оборудования и принять необходимые меры по его отключению, выводу в ремонт, устранению неполадок и предотвращению аварий.

На рисунке 1 изображена схема замещения обмотки силового трансформатора по схеме «треугольник». В данной схеме диагностический сигнал проходит по всем трем обмоткам, две из которых подключены последовательно, а третья им параллельно.


Рисунок 1 – Схема замещения обмотки силового трансформатора по схеме «треугольник»


Для данной схемы выведена формула полного сопротивления (1) и составлено характеристическое уравнение (2).



Наличие коэффициентов «2/3» в формуле (1) объясняется последовательным соединением двух продольных ветвей и одной параллельной им, коэффициент «1/3» объясняется соединением поперечных ветвей трех обмоток схемы замещения силового трансформатора.

Составленная схема замещения позволит смоделировать параметры силовых трансформаторов для различного технического состояния.


Моделирование переходных процессов предусматривает получение решения характеристического уравнения, описывающего переходный процесс, т.е. получение всех переменных в виде функций от времени, а затем проведение анализа этих функций.

Для получения корней характеристического уравнения подставляем в него значения RLC-элементов экспериментально снятые с реального трансформатора. После нахождения корней характеристического уравнения составляем уравнения переходного процесса для схемы замещения силового трансформатора со схемой соединения обмоток «треугольник»:


Так как уравнения содержат по четыре неизвестных: А1, А2, A3 и φ3, то нахождение их производим с помощью решения системы уравнений. Когда будут найдены неизвестные, то уравнение переходного процесса для схемы соединения обмоток по схеме «треугольник» записывается как:



Полученные уравнения обрабатываются с помощью программы MathCad, которая наглядно отображает переходной процесс в обмотках силового трансформатора и программы AutoSignal v1.6 позволяющей разложить в спектр кривую переходного процесса.

На рисунке 2 и 3 изображена кривая переходного процесса для схемы соединения обмоток «треугольник».

Рисунок 2 – Кривая переходного процесса для схемы соединения обмоток «треугольник»

Рисунок 3 – Кривая переходного процесса экспериментальна снятая для схемы соединения обмоток «треугольник»

На рисунках 4 и 5 показаны экспериментальные и расчетные спектрограммы для схемы соединения обмоток «треугольник».

Рисунок 4 – Спектрограмма экспериментально снятая для схемы соединения обмоток «треугольник»

Рисунок 5 – Спектрограмма расчетная для схемы соединения обмоток «треугольник»

Результатом проделанной работы является получение спектрограмм для условно идеального состояния трансформатора. Под этим состоянием подразумевается трансформатор, который изготовлен без нарушений технологических норм, то есть дефекты, обусловленные процессом его изготовления, отсутствуют. В дальнейшем, планируется разработка методики обработки спектрограмм, после чего можно будет установить зависимость спектрального состава волнового затухающего процесса от вида и степени развития дефектов в обмотках трансформатора. Получение требуемых результатов работы позволит решить проблему диагностирования механического состояния обмоток силовых трансформаторов и предотвратить внезапный отказ электрооборудования, что повысит качество и уровень надежности электроснабжения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Тимонин, Ю. Н. Обоснование рациональных параметров энергосберегающих электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов для повышения надежности их работы [Текст] : дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.09.03 / Тимонин Юрий Николаевич. – Тула, 2012. – 135 с.

2. Рощупкин, М. Д. Разработка методики акустической диагностики электрических разрядов в силовых и измерительных трансформаторах [Текст] : дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.14.12 / Рощупкин Михаил Дмитриевич. – Москва, 2011. – 158 с.

3. Чупак, Т. М. Прогнозирование технического состояния силовых маслонаполненных трансформаторов [Текст] : дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.14.02 / Чупак Татьяна Михайловна. – Красноярск, 2007. – 128 с.



Библиографическая ссылка на статью:
Н.А. Лебедев, Д.В. Кокорин Формирование схемы замещения и характеристического уравнения при тестировании обмоток силовых трансформаторов со схемой соединения «треугольник» прямоугольными импульсами напряжения // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2015.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=140 (Дата обращения: 28.03.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.


____________
Комментарии:





Наши достижения:


Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года