ВВЕДЕНИЕ 3
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5
1.1. Системные аварии в системах электроснабжения 5
1.2 Опасные природные явления и их влияние на работу систем
электроснабжения 7
1.3 Влияние постоянных токов на силовые трансформаторы
систем электроснабжения 13
1.4 Примеры различных аварий в системах электроснабжения 14
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Анализ конструкции трехфазного силового трансформатора 18
2.2 Способы охлаждения масляных трансформаторов 23
2.3 Намагничивание сердечников трансформаторов 27
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 33
3.1 Моделирование токов намагничивания силовых трансформаторов 110/10 кВ при протекании постоянных токов в системе электроснабжения 33
3.2 Моделирование токов намагничивания в бронестержневых
трансформаторах при протекании постоянных токов в системе электроснабжения 35
3.3 Анализ результатов моделирования токов намагничивания 42
3.4 Меры по защите силовых трансформаторов при функционировании
в периоды геомагнитных бурь 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность темы исследования. В настоящее время энергетика важна для нашего общества, она обеспечивает нас должным качеством жизни и необходима всем остальным секторам в экономике. Об энергетике можно говорить, не только в масштабах государства, но и планеты. Во многих странах электрическая энергия это основной удобный вид потребляемой энергии. Проведя анализ событий, произошедших за последнее время, можно заключить, что любая, даже самая недолговременная системная авария в электроснабжении может привести к проблемам сопоставимыми с огромными затратами на восстановление экологической, экономической ситуаций и т.п.
В России проблемой изучения токов намагничивания стали заниматься относительно недавно. К слову, мониторинг постоянных токов в России сегодня осуществляется лишь на Кольском полуострове в рамках европейского проекта EURISGIC. Ко всему прочему, провести эксперимент на действующей подстанции не представляется возможным, так как стоимость оборудования подстанции достаточно высока, в случае выхода из строя силового трансформатора подстанция начинает работать в ненормальном режиме, также составляет сложность генерирования постоянных токов. Поэтому для исследования постоянных токов занимаются математическим моделированием, позволяющем приблизительно определить степень влияния постоянных токов на систему электроснабжения (СЭС), последствия такого воздействия, меры по предотвращению протекания постоянных токов в СЭС. В нашей стране большой вклад в исследование и моделирование процессов влияния постоянных токов на СЭС сделали Вахнина В.В. и Кувшинов А.А., Сушко В.А. и Косых Д.А.
Наибольшее влияние постоянных токов происходит на силовые трансформаторы с глухозаземленной нейтралью. Необходимо учитывать, что силовые трансформаторы являются одним из основных элементов СЭС. Вывод его из строя может привести к отключению большого количества потребителей,
Цель работы заключается в повышении надежности функционирования силовых трансформаторов системы электроснабжения при протекании токов намагничивания.
Задачи магистерской диссертации:
1. Провести анализ негативного воздействия постоянных токов при геомагнитных бурях на силовые трансформаторы систем электроснабжения.
2. Провести анализ токов намагничивания с учётом марки силового трансформатора.
3. Разработать математическую модель силового трансформатора с учётом конструкции магнитной системы.
Практическая значимость магистерской диссертации состоит в разработке математической модели силового трансформатора с учётом конструкции магнитной системы.
Степень достоверности научных положений подтверждается корректным применением известных теорий и методов, применением сертифицированных методик, пакетов программ, изделий и материалов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: Международная научно-практическая конференция «Интеграция науки, общества, производства и промышленности» (г. Казань, 2018 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликована 1 печатная работа (в материалах конференций).
Структура и объем работы. Магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 67 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков и список литературы из 29 источников отечественных и зарубежных авторов.
1. Исследованы основные причины возникновения нарушений в работе систем электроснабжения. Рассмотрен процесс образования токов намагничивания и их влияние на работу систем электроснабжения.
2. Показаны зарубежные исследования на тему воздействия токов намагничивания на СЭС и силовые трансформаторы.
3. Исследованы зависимости влияния токов намагничивания на работу силовых трансформаторов в зависимости от их конструкции. Показан характер формирования несинусоидальной кривой тока намагничивания.
4. Показан характер изменения Т - образной схемы замещения силового трансформатора при протекании по заземленной обмотке высокого напряжения токов намагничивания. Разработана модель системы электроснабжения для исследования влияния токов намагничивания на силовые трансформаторы.
5. Полученные результаты компьютерного моделирования проанализированы и предложены способы защиты силовых трансформаторов систем электроснабжения при их функционировании в периоды геомагнитных бурь.
