Контроль параметров схем замещения однофазных трансформаторов применительно к задаче мониторинга состояния их активных частей

• Автор: Панкратов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обзор литературы и уточнение решаемых в диссертации задач
1.1 Вопросы диагностирования силовых трансформаторов
1.1.1 Устройство трансформатора
1.1.2. Дефекты, возникающие в трансформаторах электрических систем
1.1.3. Методы диагностирования силовых трансформаторов в рабочих режимах (мониторинг силовых трансформаторов)
1.2 Схема замещения трансформатора
1.2.1 Виды схем замещения
1.2.2 Т-образная и Г-образная схемы замещения
1.2.3 Известные методы и процедуры определения параметров схемы замещения трансформаторов
1.3. Применение дискретизированной электротехники для определения параметров схемы замещения трансформатора
1.3.1. Регистраторы электрических сигналов
1.3.2. Основные положения и соотношение дискретизированной электротехники
1.3.3. Применение дискретизированной электротехники для определения параметров схемы замещения трансформатора
1.4. Выводы по главе и уточнение решаемы задач
Глава 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОДОЛЬНЫХ ВЕТВЕЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ
2.1. Общие сведения
2.2. Расчет параметров продольных ветвей схемы замещения трансформатора, имеющего ненагруженную обмотку
2.2.1 Методика проведения исследований и обработки их результатов
2.2.2 Определение параметров продольных ветвей через мощности
2.2.3 Определение параметров продольных ветвей методом характерных точек и методом решения системы уравнений
2.3. Расчет параметров продольных ветвей схемы замещения трансформатора, не имеющего ненагруженной обмотки
2.3.1 Методика проведения исследований и обработки их результатов
2.3.2 Определение параметров продольных ветвей через мощности
2.3.3 Определение параметров продольной ветви Г-образной схемы замещения методом характерных точек и методом решения системы уравнений
2.4. Результаты определения параметров схемы замещения маломощного трансформатора ПОБС-5М в рабочем режиме
2.5. Выводы
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЕТВИ НАМАГНИЧИВАНИЯ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ
3.1. Особенности определения параметров ветви намагничивания схемы замещения однофазного трансформатора
3.2. Определение магнитных потерь; построение характеристики намагничивания трансформатора в рабочем режиме; расчет параметров ветви намагничивания схемы замещения однофазного трансформатора
3.3. Определение мгновенных значений индуктивности намагничивания
3.4. Схема замещения многообмоточного трансформатора, определение её параметров
3.5. Результаты определения параметров схемы замещения маломощного трансформатора ПОБС-5М в рабочем режиме
3.6. Выводы

Глава 4. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ. ВОПРОСЫ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ АКТИВНЫХ ЧАСТЕЙ ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
4.1. Производственные испытания методов определения параметров схем замещения однофазных трансформаторов в рабочем режиме
4.1.1. Результаты определения параметров схемы замещения электродинамической модели трансформатора ОАО «НИИПТ»
4.1.2. Результаты определения параметров схемы замещения силового трансформатора ТДТН-63/110/35/10
4.2. Вопросы организации мониторинга состояния активных частей однофазных трансформаторов различных типов
4.2.1. Организация мониторинга состояния активных частей однофазного трансформатора, имеющего ненагружепную обмотку
4.2.2. Организация мониторинга состояния активных частей однофазного двухобмоточного трансформатора
4.2.3. Организация мониторинга состояния активных частей однофазного многообмоточного трансформатора
4.2.3. Организация мониторинга состояния активных частей однофазного трехобмоточного трансформатора
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Приложение А. Список терминов
Приложение Б. Технические характеристики трансформатора ПОБС-5М
Приложение В. Результаты испытаний ПОБС-5М
Приложение Г. Мгновенные значения Ь0
Приложение Д. Принципиальная схема электрических соединений ПС 220 кВ
«Восточная»
Приложение Е. Паспортные данные и результаты испытаний силового трансформатора124

ВВЕДЕНИЕ
Одной из главных проблем современной энергетики является наличие большого количества силовых трансформаторов, выработавших свой нормативный ресурс. По некоторым данным суммарная мощность парка ключевых силовых трансформаторов, установленных в энергосистемах стран СНГ и отработавших свыше 25 лет составляет более 600 ГВА. Ежегодно количество таких трансформаторов увеличивается примерно на 200 единиц.
Таким образом, наиболее актуальной задачей электроэнергетики на ближайшие 10-20 лет становится обеспечение продолжения надежной эксплуатации «старого» парка. Существует, по крайней мере, две причины, по которым никакие гарантии не могут закрыть проблемы безотказной, безаварийной эксплуатации силовых трансформаторов: во-первых, срок службы любого изделия - величина вероятностная и, во-вторых, несоответствие предписанных режимов эксплуатации реальным может приводить к ускорению расходования ресурса. Решают эту проблему с помощью диагностического контроля.
Анализ дефектов, возникающих в силовых трансформаторах, показывает, что их можно разделить на три группы по времени развития:
- медленно развивающиеся дефекты со временем развития более года;
- быстро развивающиеся дефекты со временем развития менее года;
- внезапные отказы со временем развития от долей секунд до нескольких часов. Доля внезапных отказов увеличивается вместе со временем, в течение которого трансформатор находится в эксплуатации. Увеличение доли быстро развивающихся и внезапных отказов приводит к необходимости уменьшения периодичности контроля вплоть до непрерывного.
Наибольшее количество отказов происходит именно в период нормальной эксплуатации, и основное количество трансформаторов не «дотягивает» до износовых отказов. Причиной высокой аварийности трансформаторов в период «нормальной» эксплуатации является, по-видимому, уровень капитальных ремонтов (на 12 и 24 году эксплуатации). Именно поэтому столь остро для силовых трансформаторов встала проблема перехода от ремонтов по сроку эксплуатации к ремонту по состоянию. В связи с вышесказанным актуальны работы по созданию систем мониторинга трансформаторов.

Массив мгновенных значений тока во вторичной обмотке |/,(/Д|, где
— моменты времени, соответствующие значениям массива, приводят к первичной цепи по формуле
К(0)1=--1)1-
Аналогично получают массив мгновенных значений напряжения на вторичной обмотке | ин (Г,) I

і)[=м«н(о>|
и массив мгновенных значений напряжения на ненагруженной обмотке | иъ (/) [

Массивы мгновенных значений входного тока |/,()| и входного напряжения І ивх(*,) I также приведены к первичной цепи.
Учитывая, что по обмотке ток не протекает и не создает падения напряжения на её собственном сопротивлении, справедливо принять напряжение ветви намагничивания равным приведенному напряжению ненагруженной обмотки
мднкм-
Для того, чтобы использовать описываемый алгоритм при однофазном трансформаторе без свободных от нагрузки обмоток, в [40, 71, 73] предложено использовать допущение, что
I и0((,) 1= °>5(і “яг (О I +1 “*(',)!) >
которое вносит некоторые погрешности в дальнейшие расчеты.