Определение коэффициентов затухания по измеренным частотным характеристикам обмоток силовых трансформаторов. Ч. 1. Теоретическое рассмотрение
Аннотация
Для моделирования высокочастотных процессов и определения воздействий на внутреннюю изоляцию обмоток трансформаторов необходимо наличие достоверных высокочастотных моделей силовых трансформаторов. Точность моделирования высокочастотных резонансных процессов в обмотках определяется тем, насколько корректно модель воспроизводит собственные частоты и затухания свободных колебаний в обмотках. Для создания и верификации высокочастотных моделей силовых трансформаторов необходимо иметь экспериментальные данные о значениях коэффициентов затухания свободных колебаний в обмотках. Известен способ определения коэффициентов затухания на основе измерений передаточных функций напряжений на внутренних точках обмоток и последующей их обработки с применением техники векторной аппроксимации, но применение способа не всегда возможно на практике. В статье представлены результаты теоретических исследований, выполненных для упрощенной схемы замещения обмотки трансформатора. Показано, что оценка коэффициента затухания может быть выполнена по ширине резонансных пиков частотных зависимостей модуля и реактивной составляющей напряжения в средней точке схемы замещения, а также активной составляющей входной проводимости и тока в нейтрали рассматриваемой резонансной схемы.
Литература
1. CIGREBrochure 577A. «Electrical Transient Interaction between Transformers andthe Power System. Part 1: Expertise». Joint Working Group A2/C4.39, April2014. ISBN: 978-2-85873272-2.
2. CIGREBrochure 577B. «Electrical Transient Interaction between Transformers andthe Power System. Part 2: Case Studies». Joint Working Group A2/C4.39,April 2014. ISBN: 978-2-85873272-2.
3. Ларин В.С., Матвеев Д.А. Аппроксимацияпереходных резонансных напряжений и токов в обмотках силовых трансформаторовдля определения собственных частот колебаний и коэффициентов затухания. — Электричество, 2020, №12, с. 44-54.
4. GustavsenB., Portillo A. A Damping Factor-Based White-Box Transformer Model forNetwork Studies. — IEEE Transactions on Power Delivery, 2018, vol. 33, No. 6, pp. 2956 — 2964. DOI:10.1109/TPWRD.2018.2847725.
5. GustavsenB., Martin C., Portillo A. Time-Domain Implementation of Damping FactorWhite-Box Transformer Model for Inclusion in EMT Simulation Program. — IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 2, pp. 464—472.DOI: 10.1109/TPWRD.2019.2902447.
6. FergestadP.I., Henriksen T. Transient Oscillations in Multiwinding Transformers. — IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, 1974, vol. 93, No. 2, pp.500—509.
7. Белецкий З.М., Бунин А.Г., Горбунцов А.Ф., Конторович Л.Н. Расчет импульсных воздействий в обмотках трансформаторов с применением ЭВМ. М.: Информэлектро, 1978, 79 с.
8. Zheng Y.M., Wang Z.J. Determining the broadband loss characteristics of power transformer based on measured transformer network functions and vector fitting method. — IEEE Trans. Power Delivery, 2013, vol. 28, No. 4, pp. 2456—2464.
9. Gustavsen B., Semlyen A. Rational Approximation of Frequency Domain Responses by Vector Fitting. — IEEE Trans. on Power Delivery, 1999, vol. 14, No. 3, pp. 1052—1061.
10. IEC 60076-18:2012. Power transformers. Part 18: Measurement of frequency response. ISBN 978-2-83220-222-7.
11. Ларин В.С., Волков А.Ю. Резонансные перенапряжения в обмотках трансформаторов. Ч.2. Определение резонансных частот обмоток. — Электричество, 2015, № 12, c. 20—25.
12. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. М.: Высшая школа, 1996, 638 с.
13. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: Учебник для вуСПб.: Питер, 2003, 463 с.
#
1. 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.
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.
3. Larin V.S., Matveyev D.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2020, No. 12, pp. 44—54.
4. Gustavsen B., Portillo A. A Damping Factor-Based White-Box Transformer Model for Network Studies. — IEEE Transactions on Power Delivery, 2018, vol. 33, No. 6, pp. 2956 — 2964. DOI: 10.1109/TPWRD.2018.2847725.
5. Gustavsen B., Martin C., Portillo A. Time-Domain Implementation of Damping Factor White-Box Transformer Model for Inclusion in EMT Simulation Program. — IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 2, pp. 464—472. DOI: 10.1109/TPWRD.2019.2902447.
6. Fergestad P.I., Henriksen T. Transient Oscillations in Multiwinding Transformers. — IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, 1974, vol. 93, No. 2, pp. 500—509.
7. Beletskiy Z.M., Bunin A.G., Gorbuntsov A.F., Kontorovich L.N. Raschet impul’snykh vozdeystviy v obmotkakh trans/ormatorov s primeneniyem EVM (Calculation of impulse influences in transformer windings using a computer). M.: Informelektro, 1978, 79 p.
8. Zheng Y.M., Wang Z.J. Determining the broadband loss characteristics of power transformer based on measured transformer network functions and vector fitting method. — IEEE Trans. Power Delivery, 2013, vol. 28, No. 4, pp. 2456—2464.
9. Gustavsen B., Semlyen A. Rational Approximation of Frequency Domain Responses by Vector Fitting. — IEEE Trans. on Power Delivery, 1999, vol. 14, No. 3, pp. 1052—1061.
10. IEC 60076-18:2012. Power transformers. Part 18: Measurement of frequency response. ISBN 978-2-83220-222-7.
11. Larin V.S., Volkov A.Yu. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2015, No. 12, pp. 20—25.
12. Bessonov L.A. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki. Elektricheskiye tsepi (Theoretical foundations of electrical engineering. Electrical circuits). M.: Vysshaya shkola, 1996, 638 p.
13. Demirchyan K.S., Neyman L.R., Korovkin N.V., Chechurin V.L. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki: Uchebnik dlya vuzov, tom 1 (Theoretical foundations of electrical engineering: Textbook for universities, vol. 1). SPb.: Piter, 2003, 463 p.
