Определение коэффициентов затухания по измеренным частотным характеристикам обмоток силовых трансформаторов. Ч. 2. Анализ результатов измерений

Василий Серафимович Ларин; Даниил Анатольевич Матвеев

doi:10.24160/0013-5380-2021-2-22-28

Василий Серафимович Ларин
Даниил Анатольевич Матвеев

DOI: https://doi.org/10.24160/0013-5380-2021-2-22-28

Ключевые слова: силовые трансформаторы, резонансные перенапряжения, обмотка, частотная характеристика, свободные колебания, коэффициент затухания

Аннотация

В первой части статьи по итогам теоретических исследований, выполненных для упрощенной схемы замещения обмотки трансформатора, было 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.

В данной части статьи рассмотрена возможность практического использования полученных теоретических соотношений между коэффициентом затухания и шириной резонансных пиков применительно к частотным зависимостям обмоток силовых трансформаторов.

Представлены результаты вычислений коэффициента затухания (на примере двух силовых трансформаторов), выполненных с помощью аппроксимации свободной составляющей переходных напряжений, а также путем определения ширины резонансных пиков активной составляющей тока нейтрали обмотки и передаточной функции напряжения промежуточных точек обмотки. Показано, что оценка значений коэффициента затухания обмоток может быть выполнена с использованием доступных измерительных систем совместно с диагностированием состояния трансформатора по методу частотных характеристик.

Биографии авторов

Василий Серафимович Ларин

кандидат техн. наук, начальник отдела трансформаторов Всероссийского электротехнического института (ВЭИ) – филиала ФГУП «Российский Федеральный Ядерный Центр -
Всероссийский научно-исследовательский институт
технической физики им. академ. Е.И. Забабахина» (РФЯЦ-ВНИИТФ).

Даниил Анатольевич Матвеев

научный сотрудник Национального исследовательского университета «МЭИ».

Литература

1. Ларин В.С., Матвеев Д.А. Определение коэффициентов затухания по измеренным частотным характеристикам обмоток силовых трансформаторов. Ч. 1. Теоретическое обоснование. – Электричество, 2021, №1, с. 13–22.

2. B. Gustavsen, C. Martin, A. Portillo. Time-Domain Implementation of Damping Factor White-Box Transformer Model for Inclusion in EMT Simulation Programs. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 2, pp. 464–472.

3. Ларин В.С., Матвеев Д.А. Аппроксимация переходных резонансных напряжений и токов в обмотках силовых трансформаторов для определения собственных частот колебаний и коэффициентов затухания. – Электричество, 2020, №12, с. 44–54.

4. Ларин В.С., Матвеев Д.А. Оценка воздействий на внутреннюю изоляцию обмоток силовых трансформаторов при резонансных перенапряжениях. – Электричество, 2020, № 4, с. 16–24.

5. Ларин В.С. Использование передаточных функций для оценки воздействий на изоляцию обмоток трансформаторов при резонансных перенапряжениях. – Электричество, 2019, №1, с. 23–29.

6. IEC 60076-18:2012 Power transformers. Part 18: Measurement of frequency response.

7. IEEE C57.149-2012. IEEE Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for Oil-Immersed Transformers, 2013 [Электрон. ресурс] URL: https://standards.ieee.org/standard/C57_149-2012.html (Дата обращения 25.12.2020).

8. ГОСТ Р 59239–2020 (МЭК 60076-18:2012) Трансформаторы силовые и реакторы. Метод измерения частотных характеристик. М.: Стандартинформ, 2020.

9. CIGRE Technical Brochure 342 “Mechanical-condition Assessment of Transformer Windings Using Frequency Response Analysis (FRA)”. Working Group A2.26, April 2008, 67 p.

10. CIGRE Technical Brochure 812 “Advances in the Interpretation of Transformer Frequency Response Analysis (FRA)”. Working Group A2.53, September 2020, 108 p.

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. Ларин В.С., Матвеев Д.А., Волков А.Ю. Интерпретация частотных характеристик силовых трансформаторов с применением матрицы проводимостей обмоток. – Электричество, 2020, № 5, с. 19–25.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

#

1. Larin V.S., Matveev D.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 1, pp. 13–22.

2. B. Gustavsen, C. Martin, A. Portillo. Time-Domain Implementation of Damping Factor White-Box Transformer Model for Inclusion in EMT Simulation Programs. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2020, vol. 35, No. 2, pp. 464–472.

3. Larin V.S., Matveev D.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 12, pp. 44–54.

4. Larin V.S., Matveev D.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 4, pp. 16–24.

5. Larin V.S. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2019, No.1, pp. 23–29.

6. IEC 60076-18:2012 Power transformers. Part 18: Measurement of frequency response.

7. IEEE C57.149-2012. IEEE Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for Oil-Immersed Transformers, 2013 [Electron Resource] URL: https://standards.ieee.org/standard/C57_149-2012.html (Date of appeal 25.12.2020).

8. GOST R 59239–2020 (IEC 60076-18:2012) Transformatory silovye i reaktory. Metod izmereniya chastotnyh harakteristik (Power transformers and reactors. Frequency response measurement method). М.: Standartinform, 2020.

9. CIGRE Technical Brochure 342 “Mechanical-condition Assessment of Transformer Windings Using Frequency Response Analysis (FRA)”. Working Group A2.26, April 2008, 67 p.

10. CIGRE Technical Brochure 812 “Advances in the Interpretation of Transformer Frequency Response Analysis (FRA)”. Working Group A2.53, September 2020, 108 p.

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

12. Larin V.S., Matveev D.A., Volkov A.Yu. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 5, pp. 19–25.