Оценка воздействий на внутреннюю изоляцию обмоток силовых трансформаторов при резонансных перенапряжениях

  • Василий Серафимович Ларин
  • Даниил Анатольевич Матвеев
Ключевые слова: силовые трансформаторы обмотки, внутренняя изоляция, резонанс­ные перенапряжения

Аннотация

Обмотки силовых трансформаторов высокого напряжения представляют собой сложные коле­бательные контуры с собственными частотами колебаний от единиц до сотен кГц. Известно, что если частота колебаний напряжений на входных зажимах трансформатора близка к одной из собственных частот колебаний обмотки, то такие колебания могут инициировать развитие вы­сокочастотных резонансных перенапряжений внутри обмоток, что создает потенциальную опас­ность для внутренней изоляции трансформатора. Наиболее распространенной причиной появления колебаний напряжения на зажимах трансформатора с частотами от десятков до сотен кГц яв­ляется многократное отражение электромагнитных волн на концах питающих кабельных линий длиной от десятков до сотен метров. С увеличением номинальных напряжений кабельных линий и с ростом их применения в последние годы наблюдается все больше случаев повреждения внутрен­ней изоляции трансформатора из-за высокочастотных резонансных перенапряжений внутри обмо­ток. Для обеспечения способности трансформаторов выдерживать высокочастотные напряжения важно оценить напряжения, воздействующие на их внутреннюю изоляцию. В последнее время по­лучили большое развитие высокочастотные модели трансформаторов (так называемые модели «белого ящика»). Их использование позволяет оценить резонансные частоты и получить качест­венную картину развития резонансных процессов в обмотках трансформаторов. Однако ограниче­ния этих моделей, а именно отсутствие частотно-зависимых потерь, не позволяют получить достоверную оценку амплитуд резонансных перенапряжений внутри обмоток. Для более точного определения напряжений на участках изоляции обмоток предпочтительно использовать прямые измерения напряжений в обмотках и передаточные функции в широком диапазоне частот. Рас­смотрены вопросы применения расчетно-экспериментальной оценка напряжений, воздействующих на внутреннюю изоляцию обмотки, на основе результатов моделирования и измерений. Также рас­смотрены задачи верификации и повышения точности расчетных моделей путем использования доступных на практике измерений

Биографии авторов

Василий Серафимович Ларин

Ларин Василий Серафимович – кандидат техн. наук, начальник отдела трансфороматоров ВЭИ – филиала ФГУП «РФЯЦВНИИT, почетный
член СИГРЭ, диссертацию защитил в 2007 г.

Даниил Анатольевич Матвеев

Матвеев Даниил Анатольевич – научный сотрудник НИУ «МЭИ».

Литература

CIGRE Brochure 577A. Electrical Transient Interaction between Transformers and the Power System. Part 1: Expertise. Joint Working Group A2/C4.39, April 2014. ISBN: 978-2-85873272-2.

CIGRE Brochure 577B. Electrical Transient Interaction between Transformers and the Power System. Part 2: Case Studies. Joint Working Group A2/C4.39, April 2014. ISBN: 978-2-85873272-2.

Ларин В.С. Резонансные перенапряжения в обмотках трансформаторов. Ч.4. Определение частоты колебаний напря­жения в системе «питающий кабель-трансформатор».—Элек- тричество, 2018, № 9, с. 22-28.

Ларин В.С., Волков А.Ю. Резонансные перенапряжения в обмотках трансформаторов. Ч.2. Определение резонансных час­тот обмоток. — Электричество, 2015. № 12, с. 20-25.

Геллер Б., Веверка А. Импульсные процессы в электриче­ских машинах/Пер. с англ. М.: Энергия, 1973, 440 с.

Дмитриев М.В. Переходный резонанс в схемах с кабеля­ми 6—500 кВ. — «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ: передача и распределе­ние», 2017, № 1 (40), с. 18—23.

Дмитриев М.В. Переходный резонанс в схемах, выпол­ненных кабелями 6—500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтиле­на. — Энергетик, 2018, № 3, с. 22—26.

Ларин В.С., Матвеев Д.А., Максимов Б.К. Особенности высокочастотных резонансных перенапряжений в обмотках распределительных трансформаторов 6—35 кВ. Энергетик, 2019, № 4, с. 12—16.

Ларин В.С. Резонансные перенапряжения в обмотках трансформаторов. Ч.3. Измерения напряжения в обмотках на резонансных частотах. — Электричество, 2016, № 1, с. 20—24.

Ларин В.С., Матвеев Д.А. Расчетно-экспериментальная оценка напряжений на продольной изоляции обмоток транс­форматоров отбора мощности при резонансных перенапряже­ниях. — Электротехника, 2019, № 8, с. 40—46.

#

CIGRE Brochure 577A. Electrical Transient Interaction between Transformers and the Power System. Part 1: Expertise. Joint Working Group A2/C4.39, April 2014. ISBN: 9782858732722.

CIGRE Brochure 577B. Electrical Transient Interaction between Transformers and the Power System. Part 2: Case Studies. Joint Working Group A2/C4.39, April 2014. ISBN: 9782858732722.

Larin V.S. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2018, No. 9, pp. 22–28.

Larin V.S., Volkov A.Yu. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2015, No. 12, pp. 20–25.

Gueller B., Veverka A. Impul’snyye protsessy v elektricheskikh mashinakh/Trans. from English, 1973, 440 p.

Dmitriyev M.V. ELEKTROENERGIYA: peredacha i raspredeleniye – in Russ. (Electric Power: Transmission and Distribution), 2017, No. 1(40), pp. 18–23.

Dmitriyev M.V. Energuetik – in Russ. (Power Engineering Specialist), 2018, No. 3, pp. 2226.

Larin V.S., Matvyeyev D.A., Maksimov N.K. Energuetik – in Russ. (Power Engineering Specialist), 2019, No. 4, pp. 12–16.

Larin V.S. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2016, No. 1, pp. 20–24.

Larin V.S., Matveyev D.A. Elektrotechnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2019, pp. 40–46.

Опубликован
2020-01-20
Раздел
Статьи