Розглянуто перехідні режими роботи електромереж без нульового проводу у випадку поздовжньої несиметрії фазного навантаження. Показано, що за умов перехідних процесів, викликаних поздовжньою несиметрією, і після її ліквідації, вільні складові всіх фазних напруг мережі - однакові й змінюються синфазно.

Наведено рівняння струмів і напруг для різних режимів роботи пристрою регулювання напруги і реактивної потужності, на основі яких побудовані векторні діаграми. Обгрунтовано вибір параметрів пристрою та їх розрахунок для шкали номінальних потужностей розподільчих трансформаторів від 100 до 2 500 кВА.

Приведены уравнения токов и напряжений для различных режимов работы устройства регулирования напряжения и реактивной мощности, на основе которых построены векторные диаграммы. Обоснован выбор параметров устройства и их расчет для шкалы номинальных мощностей распределительных трансформаторов от 100 до 2 500 кВА.

It is adduced equations of the currents and voltages for different work modes of the control equipment of the voltage and reactive power. On the base of the equations is built the vector diagrams. The grounds of the choice of the equipment's options and their calculations for the power from 100 to 2500 kVA.

Сформульовано загальний підхід до синтезу математичної моделі ізоляції трансформаторів напруги.

Зазначено, що ферорезонансні перенапруги часто є причиною ушкоджень трансформаторів напруги. Дослідження ферорезонансних процесів вимагає використання динамічних нелінійних моделей елементів схем заміщення, передусім індуктивностей.

Рассмотрены случаи повреждений трансформаторов напряжения (ТН) 330 кВ, сопровождаемых взрывами и короткими замыканиями; проведен анализ осциллограмм реальных повреждений; предложена защита ТН на базе приборного модуля "Діамант" производства НПП "Хартрон-Инкор".

Зазначено, що точна математична модель трансформатора напруги (ТН) дозволяє аналізувати багато явищ, які відбуваються протягом роботи ТН, а також визначити їх вплив на його точність без опрацювання фізичної моделі конструкції трансформатора та дорогих лабораторних дослідів. Досліджено розроблену модель ТН. Одержано результати, які використано для визначення параметрів запропонованої математичної моделі ТН. Показана математична модель ТН дозволяє визначити багато спеціальних параметрів ТН, а також одержати характеристики їх змін. У наданих результатах лабораторних тестів показано обчислені значення цих параметрів еквівалентної схеми ТН. Розглянуто характер їх змін залежно від прикладеної напруги та навантаження на вторинній обмотці ТН.

Розроблено закони регулювання напруги силового трансформатора з швидкою реакцією на значні відхилення напруги, регулювання напруги з адаптивною зоною нечутливості та дворівневого регулювання напруги. Удосконалено метод синтезу систем регулювання напруги й алгоритмів їх функціонування шляхом використання математичного апарату секвенцій. Проведено комп'ютерне моделювання роботи розроблених систем і досліджено ефективність їх роботи. Розвинуто методи оптимізації параметрів розроблених систем регулювання напруги. Запропоновано мікропроцесорну реалізацію даних систем та оцінено похибки вимірювальних каналів.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему виходу з ладу трансформаторів напруги (ТН) у мережах з ізольованою нейтраллю. Удосконалено та кількісно доповнено шлях вирішення даної проблеми, який полягає в удосконаленні способів і засобів захисту наявних ТН щодо ферорезонансних процесів і дугових замикань фази на землю. Запропоновано радикальний спосіб уникнення пошкоджень ТН, на базі якого розроблено схему та здійснено технічну реалізацію нового нерозонуючого ТН 10 кВ. Доведено, що у трансформаторі НТН-10 використання ємнісного дільника для контролю однієї з фазних напруг і під'єднання двох інших первинних обмоток елекромагнітних ТН на лінійні напруги мережі виключає можливість появи ферорезонансних процесів під час збурень фазних напруг електричних мереж з ізольованою нейтраллю.

Проаналізовано існуючі заходи щодо запобігання та зриву феромагнітних процесів у електричних мережах (ЕМ) 6(10) - 35 кВ та захисту трансформаторів напруги (ТН). Обгрунтовано методику досліджень, розрахункову схему ЕМ та її математичну модель. Одержано магнітні характеристики ТН. Виявлено закономірності в їх розташуванні. Одержано математичні вирази, що визначають характер зміни процесів в ЕМ під час ферорезонансних процесів (ФРП). Визначено параметри ЕМ, за яких найбільш ймовірні пошкодження ТН. Розроблено рекомендації щодо забезпечення умов максимального прискорення процесу згасання ФРП. Наведено результати статистичних, лабораторних, натурних і експлуатаційних досліджень. Надано рекомендації щодо підвищення надійності експлуатації ТН. Обгрунтовано, що найбільш ефективним шляхом зменшення пошкоджуваності ТН в ЕМ є використання трансформаторів типу НТН. Завдяки використанню наданих рекомендацій досягнуто зниження пошкоджуваності ТН в ЕМ АК "Харківобленерго" та підвищення надійності електричної мережі в цілому.

Створено комплекс структурних моделей електромереж з трансформаторами напруги (ТН) різних типів, що дозволяє адекватно відтворити наявні ферорезонансні процеси, які відбуваються у таких мережах і встановити причини пошкоджень ТН, зокрема нового типу НАМИ-35. Розроблено принципи побудови нового покоління трифазних ТН з ділянками напруги 35 кВ, що дозволяє уникати пошкоджень за будь-яких нестаціонарних режимів. Запропоновано новий підхід до формування сигналів для мікропроцесорного вимірного пристрою трифазного трансформатора напруги з дільником напруги, що дозволило відтворювати координати режиму мережі в реальному часі з необхідною точністю.

Запропоновано новий тип високовольтних трансформаторів напруги тороїдального типу з розподіленою високовольтною обмоткою, який має переваги за індуктивністю розсіювання та масогабаритними показниками. Розроблено програми розрахунків найважливіших параметрів високовольтних трансформаторів напруги тороїдального типу. На підставі результатів експериментальних і теоретичних досліджень обгрунтовано допустимі напруженості електричного поля в ізоляції високовольтних малогабаритних трансформаторів напруги (ВМТН). Показано ефективність оптимізації ВМТН за критерієм мінімального об'єму активної частини, що дозволяє вдвічі та більше разів знизити даний показник у порівнянні з існуючими конструкціями. Доведено, що застосування тороїдальної конструкції ВМТН дозволяє створювати активні частини трансформаторів напруги класів 750 кВ і вище у безкаскадному виконанні. До наукового обігу введено критерій "багатофакторної електричної рівноміцності", що дозволяє визначати досягнення стану ефективного регулювання електричного поля малогабаритного високовольтного вводу трансформатора напруги. З використанням тороїдальної активної частини та високовольтного вводу з регулюванням електричного поля створено серію експериментальних зразків ВМТН на класи напруги 3; 6; 10; 110 кВ. Обгрунтовано схему заміщення трансформатора ЕТН-110. Зроблено розрахунки похибок ЕТН-110 та струму його холостого ходу, одержані результати узгоджуються з експериментальними даними. Доведено, що ВМТН тороїдального типу мають додаткові переваги у процесі створення комплексів трансформаторів напруги, що дозволяє відмовитися від використання обладнання проміжних класів напруги.

Розглянуто питання виникнення ферорезонансних процесів в електромережах 6 - 35 кВ та їх негативного впливу на роботу, в першу чергу, трансформаторів напруги. Викладено основні положення оцінки надійності роботи останніх.

Розроблено математичну модель індуктивного трансформатора напруги НКФ-220. Проведено моделювання ферорезонансних процесів у середовищі АТР/ЕМТР. Показано вплив початкових умов на усталений ферорезонансний режим. Одержано області існування ферорезонансних процесів для трансформатора НКФ-220.

За аварійних режимів у мережі з частотами вільних складових в діапазонах 350 - 700, 3600 - 3800, 20 000, 37 000, 70 000 Гц є можливим пошкодження трансформаторів напруги (ТН) НОМ-10 внаслідок явища внутрішнього резонансу. Масове впровадження в мережах 10 кВ вакуумних вимикачів, процес вимикання яких зумовлює високочастотні перенапруги, може стати додатковим фактором зростання аварійності ТН.

Рассмотрено влияние погрешности представления вебер-амперной характеристики на результаты исследований феррорезонансных процессов. Оценено влияние варьирования характеристики намагничивания трансформаторов напряжения на диапазон существования феррорезонанса.

Зазначено, що критерієм адекватності моделювання еквівалентних параметрів обмоток та їх частин є рівність споживаних від джерела активної та реактивної потужностей фізичного оригінала і його математичної моделі за однакових умов випробування. Обгрунтовано доцільність почергового вимірювання параметрів під час проведення дослідів на оригіналі, що суттєво зменшує похибку результатів вимірювання. Вперше синтезовано математичну модель трансформатора напруги НОМ-10.

На синтезованій математичній моделі трансформатора напруги НОМ-10 з достатньою точністю одержані результати дослідів, не були безпосередньо використані для синтезу цієї моделі. Математична модель НОМ-10 для частот вільної складової внутрішніх перенапруг мережі адекватно відтворює електромагнітні процеси в трансформаторі НОМ-10 і її можна використовувати для наукових досліджень.

Досліджено процеси, пов'язані з розсіянням активної потужності трансформаторами напруги за однофазних замикань на землю. Встановлено розподіл її по обмотках, вплив різних факторів та видів замикань на характеристики потужності розсіювання.

Розглянуто можливості розрахунку індуктивності розсіювання обмоток високовольтних вимірювальних трансформаторів та автотрансформаторів з метою подальшого використання результатів під час визначення їх характеристик за відповідними схемами заміщення. Запропоновано модель розрахунку індуктивності розсіювання для циліндричних обмоток та магнітних систем за допомогою програмного забезпечення, яке використовує числові методи скінченних елементів. Визначено формули обчислення індуктивності розсіювання для такої моделі за даними числових розрахунків. Одержані розрахункові криві, що відповідають певним рівням індуктивності розсіювання. Розроблений метод розрахунку може бути застосований для електромагнітних систем як трансформаторного, так і автотрансформаторного типу.