ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Контроль витковых деформации обмоток силовых трансформаторов

 

Малиновский Виталий Николаевич,

доктор технических наук , профессор,

Хоанг Ван Ньу,

аспирант,

Муборакшоев Джамшед Толибшоевич,

аспирант.

Кафедра информационно – измерительной техники Московского энергетического института.

 

Важным параметром, определяющим безаварийную работу трансформаторного оборудования, является состояние геометрии обмоток, которая может изменяться при протекании сквозных токов короткого замыкания и приводить к деформациям обмоток, а в дальнейшем к витковым замыканиям, взрывам и пожарам с серьезными последствиями и ущербом по недоотпуску электроэнергии. По данным Департамента генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей РАО «ЕЭС России» для трансформаторов и автотрансформаторов напряжением 110 ‑ 500 кВ мощностью 63 МВА и более, эксплуатируемых на предприятиях электрических и межсистемных сетей России, около 30% от общего числа технологических нарушений [1, 2], связанных с отключением оборудования от устройств защиты или персоналом по аварийной заявке, сопровождалось возникновением внутренних коротких замыканий. Основными причинами таких отключений, связанных с внутренними короткими замыканиями (КЗ), являются износ и пробой изоляции обмоток и отводов, недостаточная электродинамическая стойкость обмоток при КЗ, пробой внутренней изоляции высоковольтных вводов. Таким образом, вырисовываются две основные причины повреждаемости мощных силовых трансформаторов - это недостаточная стойкость обмоток при КЗ и пробой внутренней изоляции [1, 2].

В настоящее время известен ряд методов контроля витковых деформаций обмоток мощных силовых трансформаторов: метод низковольтных импульсов; метод вибрационных характеристик; метод частотных характеристик и метод контроля сопротивления короткого замыкания [3, 4].

Видеочат без регистрации

Чат знакомств без регистрации. Белорусский чат без регистрации

chatruletkaz.com

Кардиган

Shop Show Кардиганы Доставка на почту

shaparbrand.ru

Анализ этих методов, показывает, что наиболее перспективным среди них для разработки контрольно-измерительного оборудования является метод контроля сопротивления короткого замыкания , преимущество которого состоит в том, что это прямой метод измерений витковых деформаций обмоток трансформатора, что позволяет контролировать витковые деформации в режиме on-line и не требует вывода трансформатора из рабочего режима. На основе данного метода научной группой под руководством Малиновского В.Н, разработан устройство контроля витковых деформаций мощных силовых трансформаторов под нагрузкой [5, 6]. Суть метода заключается в измерении падения напряжения на сопротивлениях  в каждой фазе трансформатора и тока по ним протекающего, и из полученного результата вычисляется значение .

На рис. 1. показана электрическая схема замещения одной из фаз двухобмоточного трехфазного трансформатора.

 

Рис. 1. Схема замещения трансформатора.

 

Рис. 2. Упрощенная схема замещения трансформатора.

 

В этой схеме  и  – активное сопротивление и индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора;  и  – приведенные значения активного сопротивления и индуктивности рассеяния его вторичной обмотки; и – активное сопротивление и индуктивность первичной обмотки, определяющие ток холостого хода трансформатора. Соотношение параметров элементов в схеме отвечает условиям:

, ,.

Тогда, пренебрегая в первом приближении током холостого хода  и сопротивлениями  и  в сравнении с  и  можно представить упрощенную электрическую схему замещения одной фазы трансформатора так, как показано на рис. 2. Измерив значения напряжения и тока , можно вычислить модуль значения :

                                                                                        (1)

Отсюда находится индуктивность рассеяния обмотки:

                                                                                                       (2)

Индуктивность рассеяния обмоток прямо связана с ее геометрическими размерами и изменение последних однозначно отражается на изменении значений . Следовательно, измерение изменений индуктивностей рассеяния является прямым методом измерения деформации обмоток. В этом заключается важное достоинство данного метода измерения. Формула (1) содержит частоту тока протекающего через трансформатор, поэтому контроль  изложенным методом требует измерения и учета частоты приложенного к трансформатору напряжения. Однако, если перейти от измерения абсолютных значений  в каждой фазе трансформатора к измерению относительных значений этих сопротивлений в разных фазах трансформатора [7], то от этого недостатка можно избавиться.

Следует заметить, что индуктивность рассеяния обмоток трансформатора невелика, а измерять необходимо её изменение с высокой точностью. Поэтому измерение следует организовывать по первой гармонике, принимая меры к минимизации уровня более высоких гармоник, в первую очередь третей гармоники, которая возникает при перемагничивании сердечника трансформатора из-за нелинейности кривой намагничивания стального сердечника.

В первом приближении, пренебрегая током холостого хода , полученный результат по формуле (1) содержит методическую погрешность измерения значения Zк. При учете тока холостого хода , имеем: , откуда следует .

Для простоты анализа, обмотки трансформатора будем рассматривать как симметричные и , где – входное сопротивление короткого замыкания рассматриваемой фазы трансформатора.

Тогда значение Zк должно находиться по формуле:

                                                                                (3)

В лаборатории кафедры Информационно – измерительной техники Московского Энергетического Института, проведены работы по исследованию зависимости значения сопротивления короткого замыкания трансформатора малой мощности типа ТС-180 в разных режимах его работы. Эти результаты представлены на рисунке 3.

 

Рис. 3. Зависимость значения Zк трансформатора с учетом тока холостого хода от тока нагрузки при разных значениях напряжения первичной цепи.

 

Полученные результаты измерения параметров Т-образной схемы замещения трансформатора показывают, что значение  трансформатора зависит от уровня сквозного тока, протекающего через трансформатор и от уровня напряжений на его обмотках. Эти зависимости оказываются сильно выраженными при малых значениях сквозного тока трансформаторов I≤ 0,3 Iном., где Iном.– номинальное значение входного тока трансформатора. А в диапазоне входного тока трансформатора I≥ 0,30 Iном, эти зависимости представляется сравнительно слабыми, и могут быть скорректированы введенных поправок на уровни входного тока трансформатора и его входного напряжения.

Полученные результаты показывают пути дальнейшего повышения точности измерения сопротивления короткого замыкания  в мощных силовых трансформаторах.

 

Литература

 

1.                  Хренников А.Ю.- канд. техн. наук. Основные причины внутренних повреждений омоток силовых трансформаторов напряжением 110-500 кВ в процессе эксплуатации //Промышленная энергетика № 12. – Москва, 2006. – с. 12-14.

2.                  Хренников А. Ю., Сафонов А. А., Передельский В. А., Киков О. М., Якимов В. А. Опыт диагностики силового трансформаторного оборудования. – http://www.diarost.ru. – Москва: филиал ФСК ЕЭС Московское ПМЭС, 2004.

3.                  Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергоиздат, 1992. –220 с.

4.                  Конов Ю.С., Короленко В.В., Федорова В.П. Обнаружение повреждений трансформаторов при коротких замыканиях //Электрические станции №7. – 1980. –с. 46‑48.

5.                  Абрамцева Н.Н., Горшунов В.Ю, Григорьева Е.Г., инжинеры, Малиновский В.Н., док.техн.наук, Антипов Г.В., канд.техн.наук, Скляров А.П., инж. Устройства для диагностики под нагрузкой радиальных механических деформаций мощных двухобмоточных трансформаторов. //Электрические станции №11. – 1996. – с. 63-65.

6.                  Антипов Г.В., Горшунов В.Ю., Малиновский В.Н. Скляров А.П., Хубларов Н.Н. Система диагностики механического состояния обмоток мощных двухобмоточных трансформаторов //Измерительная техника №9. – 1996. – с.40-44.

7.                  Малиновский В.Н., Гречкин А.Н., Котиков К.В. Методы автоматического контроля и мониторинга деформаций обмоток мощных трансформаторов находящихся под нагрузкой //Измерительные средства и технологии Т.2, Москва. – 2004. – с.183-186.

 

Поступила в редакцию 29.12.2009 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.