Исследование тепловых процессов в трансформаторах для погружных электроцентробежных насосов нефтедобычи

• Автор: Зябкин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.09.01, 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Состояние проблемы и предмет исследования
1.1 Современное состояние парка трансформаторного оборудования нефтедобывающих предприятий
1.1.1 Потребители электрической энергии на объектах нефтегазодобывающих предприятий
1.1.2 Трансформаторное оборудование в схемах электроснабжения потребителей НГДП
1.2 Классификации дефектов трансформаторного оборудования
1.2.1 Классификация дефектов по подсистемам трансформатора
1.2.2 Классификация дефектов по влиянию на контролируемые параметры
1.3 Анализ повреждаемости трансформаторов ТМПН
1.4 Причины возникновения дефектов в трансформаторах ТМПН
1.5 Анализ и классификация известных методов и средств диагностики
силовых масляных трансформаторов
Основные выводы и результаты
2 Разработка методики многофакторного адаптивного диагностирования
и прогнозирования тепловых процессов в трансформаторах ТМПН
2.1 Разработка системно-факторного и адаптивного принципов методики многофакторного адаптивного диагностирования и прогнозирования тепловых процессов в трансформаторах ТМПН
2.2 Разработка системно-энергетического принципа методики многофакторного адаптивного диагностирования и прогнозирования тепловых процессов в трансформаторах ТМПН
2.3 Определение функциональных зависимостей мощностей добавочных потерь в ТМПН от факторов питающей сети
2.3.1 Анализ особенностей конструкций ТМПН, влияющих на их энергетические характеристики
2.3.2 Выявление функциональных зависимостей мощностей добавочных потерь в ТМПН от факторов питающей сети
2.3.3 Разработка обобщенной формулы расчета мощности добавочных потерь в ТМПН
2.4 Разработка факторной модели добавочных потерь в ТМПН и методики
оценки факторов питающей сети
Основные выводы и результаты
3 Математическое моделирование тепловых процессов в ТМПН
3.1 Подходы к математическому моделированию тепловых процессов в ТМПН
3.2 Разработка уточненной математической модели тепловых процессов в

ТМПН по стандарту ГОСТ 1
3.2.1 Анализ результатов расчета температур в ТМПН по уточненной модели стандарта ГОСТ 1
3.3 Разработка тепловых планарных моделей ТМПН типа «цепь»
3.3.1 Цепная четырехэлементная планарная модель стационарных тепловых процессов в ТМПН
3.3.2 Цепная четырехэлементная планарная модель нестационарных тепловых процессов в ТМПН
3.3.3 Анализ результатов расчета нестационарных тепловых процессов в ТМПН уточненной модели по стандарту ГОСТ 14209-97 и цепной четырехмассовой модели
3.4 Разработка пространственной цепной модели нестационарных
тепловых процессов в ТМПН
3.4.1 Расчет теплоэнерционных параметров элементов модели
3.4.2 Расчет параметров теплоотдачи элементов модели «бак-окружающая среда»
3.4.3 Расчет параметров твердотельных каналов теплопередачи элементов модели
3.4.4 Расчет параметров масляных каналов теплопередачи элементов модели.
3.4.5 Расчет параметров двухагрегатных, двухмерных и сложной геометрической формы каналов элементов модели
3.5 Разработка схемы замещения пространственной модели нестационарных тепловых процессов в ТМПН и ее математическое описание
3.6 Разработка алгоритма расчета тепловых процессов в трансформаторах ТМПН
3.7 Экспериментальная проверка достоверности полученных результатов
Основные выводы и результаты
4 Практическое применение результатов исследования тепловых процессов в силовых масляных трансформаторах
4.1 Мониторинг и диагностика тепловых состояний масляных трансформаторов в электрических сетях НГДП
4.2 Разработка устройства on-line контроля и прогнозирования теплового состояния трансформаторов ТМПН
4.3 Автоматизированное проектирование специальных силовых трансформаторов
4.3.1 Разработка блока тепловой динамики системы автоматизированного
проектирования специальных силовых трансформаторов
4.4 Разработка программы расчетов тепловых процессов в силовых масляных трансформаторах

Основные выводы и результаты
Заключение
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1.1 Распределение силовых трансформаторов в
энергохозяйстве типового нефтегазодобывающего предприятия
Приложение 1.2 Классификация дефектов по основным системам
трансформатора
Приложение 1.3 Неисправности силовых трансформаторов НГДП к,о
Приложение 1.4 Структура опросного листа, используемого при опросе
экспертов
Приложение 1.5 Распределение дефектов по частоте возникновения в различных узлах трансформатора типа ТМПН при вводе в эксплуатацию
и продолжительной работе
Приложение 1.6 Анализ известных подходов к диагностированию
силовых маслонаполненных трансформаторов
Приложение 2.1 Анализ качества электроэнергии на выходных зажимах
станций управления питающих нефтяные скважины
Приложение 3.1 Листинг программного модуля тепловой
четырехмассовой планарной модели ТМПН
Приложение 3.2 Листинг программного модуля многомассовой
пространственной модели ТМПН для симметричной конструкции
Приложение 4.1 Скриншоты вкладок программы расчетов тепловых
процессов в силовых масляных трансформаторах
Приложение 5.1 Копии актов внедрения результатов диссертационной работы

регулирования, общую целостность конструкции и отсутствие течей масла в местах уплотнений. Увлажнение масла можно контролировать по цвету индикационного силикагеля.
Рисунок 1.2- Классификация подходов диагностики трансформаторов ТМПН В качестве результата анализа работ [3, 4, 5, 6, 7, 10, 13, 12, 27, 30, 37, 38, 99, 115] и других источников, затрагивающих подходы к диагностике трансформаторного оборудования, сведем известные способы диагностики в приложении 1.6 по группам, характеризующим природу контролируемого параметра.
Сравнительный анализ известных методов и средств диагностирования тепловых состояний СТ
Известны тепловые модели, которые могут быть использованы при построении устройств контроля и прогнозирования теплового состояния трансформаторного оборудования, основой которых является алгоритм расчета температуры ННТ, описанный в [119, 120].
Известен алгоритм расчета температуры трансформатора, предложенный к построению устройств микропроцессорной защиты [64]. Структурная схема предлагаемого устройства содержит следующие функционально блоки: блок