Повышение эксплуатационных ресурсов силовых трансформаторов при обеспечении электромагнитной совместимости по перенапряжениям

• Автор: Сулейманова, Лолита Меджидовна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 0,22-35 кВ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ
1.1. Классификация электромагнитных воздействий на силовые трансформаторы и методические положения оценки ЭМС
1.2. Старение парка силовых трансформаторов и потери их функциональных свойств, при решении задач анализа ЭМС
1.3. Современное состояние обеспечения защиты от ЭМВ в сетях
0,22-35 кВ
1.4. Выводы но первой главе
ГЛАВА 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И АВАРИЙНОСТЬ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
2.1. Классификация перенапряжений в сетях 0,22 - 35 кВ
2.2. Результата исследования аварийности силовых трансформаторов в сетях 0,22-35 кВ
2.3. Характеристики аварийности сетей 0,22 - 35 кВ
2.4. Анализ аварийности в сетях вследствие атмосферных перенапряжений
2.5. Анализ аварийности вследствие внутренних перенапряжений в сетях
0,22-35 кВ
2.6. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕСУСА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ МЕТОДАМИ ВЕРОЯТНОСТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Показатели надёжности силовых трансформаторов
3.2. Статистическая обработка данных по эксплуатации силовых трансформаторов
3.3. Прогнозирование эксплуатационного ресурса и количественных показателей надежности силовых трансформаторов
3.4. Методика принятия технических решений при использовании парка

устаревших трансформаторов
3.5. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ОПН ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГ11ИТ1ЮЙ СОВМЕСТИМОСТИ
4.1. Классификация причин нарушения ЭМС в сетях низкого напряжения
4.2 Методика необходимости использования защиты от импульсных воздействий
4.3. Применение ОПН в соответствии с типом СЭС
4.4. Принципы выбора ОПН и их технических характеристик
4.5. Особенности применения каскадных схем ОП11
4.6. Условия установки ОПН и обеспечения электромагнитной совместимости с позиции защиты ЭО
4.7. Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
5.1. Анализ грозовых и коммутационных повреждений трансформаторного электрооборудования
5.2. Эффективность исполЕ>зования ОП11 в распределительных сетях
5.3. Определение интенсивности отказов силовых транс(}юрматоров
с учётом технической эсЩзективности ОПН
5.4. Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Конструктивные особенности и назначение основшлх элементов силового трансформатора
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Сравнительный анализ числа и характера повреждений силовых трансформаторов 0,22 - 35 кВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ДокументЕ.1 о внедрении результатов диссертационной работы
Актуальность темы. В настоящее время в электроэнергетике и электротехнике большое внимание уделяется согласованию условий нормальной безаварийной и эффективной работы электроустановок (ЭУ), производящих, передающих, преобразующих и потребляющих электроэнергию при её надлежащем качесгве. В процессе работы ЭУ подвергаются многочисленным внешним и внутренним электромагнитным воздействиям (ЭМВ), а также сами аналогичным образом воздействуют на окружающие объекты и среду. Такими ЭУ и являются силовые трансформаторы (СТ), которые в процессе эксплуатации работают, как правило, в разнообразных условиях под воздействием электромагнитных, механических, тепловых и других стационарных и ударных нагрузок, во влажных, загрязненных и агрессивных средах. Это приводит с течением времени к ухудшению электрических, механических, термических характеристик и других технико -экономических показателей. Поэтому силовые трансформаторы, хотя и являются в эксплуатации весьма надёжными аппаратами благодаря отсутствию вращающихся частей, но, тем не менее, неисправности и аварии для них не являются редкостью и оказывают большое влияние на надёжность работы энергосистемы.
Вследствие растущей суммарной мощности одним из перспективных направлений снижения затрат от недоотпуска электроэнергии потребителям и повышения эффективности работы электросетевых предприятий является создание условий для безотказного функционирования силовых трансформаторов. Для этого необходимо обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) СТ с интенсивными внешними и внутренними электромагнитными воздействиями. Прежде всего, это относится к грозовым и коммутационным перенапряжениям, как наиболее существенным электромагнитным воздействиям, требующим наиболее пристального внимания.
Актуальность решения данной задачи также в последнее время определяется значительным ростом количества морально и физически устаревшею силового электрооборудования. Старение и износ основного электрооборудования электрических сетей (ЭС) и систем электроснабжения (СЭС) (~ 60%) вы-

Во-первых - по причине чрезмерно больших допустимых токов при однофазных повреждениях (особенно в кабельных сетях), например, в России для сетей 6 кВ допустимым является ток до 30 А (для сравнения - в США - 3 - 7 А). При столь больших токах необходимого самогашения дуг часто не происходит, авария развивается и переходит к многофазному замыканию, которое ликвидируется релейной защитой. Таким образом, основное назначение сети с изолированной нейтралью - обеспечение длительной работы сети с однофазным повреждением не выполняется. Наоборот, повреждения оборудования, как правило, являются более существенными по сравнению с вариантом, например, автоматического отключения первого однофазного замыкания.
Реальная практика применения дугогасящих реакторов в сетях с большими токами замыкания на землю также часто далека от совершенства. Недостаточная мощность дугогасящих реакторов, отсутствие автоматической настройки компенсации, значительные активная составляющая и высшие гармонические в токе замыкания приводят к тому, что остаточный ток оказывается большим, и его самогашение становится не возможным.
Имеется и вторая причина (кроме больших величин токов однофазных замыканий) высокой аварийности при эксплуатации сетей с изолированной нейтралью и нейтралью, заземлённой через дугогасящий реактор - это многообразие опасных внутренних перенапряжений в таких сетях.
Наиболее опасными оказываются перенапряжения, создаваемые дуювыми замыканиями, и часто не вследствие их высоких кратностей (хотя и это возможно), но тем, что они многократно воздействуют на всю сеть (сразу на ряд ослабленных мест) и вызывают многоместные повреждения изоляции с последующим значительным эксплуатационным ущербом. Многократные пробои ослабленных мест изоляции при высоких кратностях перенапряжений вблизи силовых трансформаторов создают крутые волны перенапряжений, приводящие к повреждению витковой изоляции трансформатора.
Большой ущерб электроэнергетике наносят также резонансные перенапряжения, происходящие в сетях с дугогасящими реакторами традиционных конструкций, а также - многообразные феррорезонансные явления, приводящие как к повреждению изоляции трансформаторов вследствие перенапряжений, так и к термическому повреждению изоляции из-за сверхтоков, вызванных насыщением стали.