Анализ бросков токов намагничивания при включении силового трансформатора

О. О. Емельянова

doi:10.34831/EP.2020.75.14.005

Анализ бросков токов намагничивания при включении силового трансформатора

О. О. Емельянова

Аннотация

Представлен анализ переходных процессов при включении трансформатора, сопровождаемом бросками тока намагничивания, в несколько раз превышающего номинальное значение, что позволяет сформировать требования к условиям эксплуатации трансформатора и средствам его защиты. Актуальность исследования обусловлена необходимостью дать адекватную оценку значениям бросков тока, а также условиям, при которых происходит включение трансформатора, например, на холостой ход, нагрузку или короткое замыкание. Предложен способ верификации модели. В отличие от традиционного подхода задаются экспериментально измеренные параметры силового трансформатора. Модель является универсальной. Позволяет оценить броски токов намагничивания для различных моментов включения фаз в режиме холостого хода, а также в наиболее тяжелом режиме - включения на короткое замыкание. Результаты предлагается использовать в качестве критерия для оценки состояния электромагнитной системы трансформатора в эксплуатации и выявления возможных дефектов.

Ключевые слова

трансформатор; переходные процессы; моделирование; аппроксимация; кривая намагничивания; бросок тока намагничивания; короткое замыкание

Полный текст:

PDF

Литература

Horiszny, J. Implementation of power transformer controlled switching algorithm / J. Horiszny // International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering. 2016. - Vol. 35. - Iss. 4.10. - Pp. 1418 - 1427.

Steurer, M. The impact of inrush currents on the mechanical stress of high voltage power transformer coils / M. Steurer, K. Frohlich // IEEE Trans. Power Deliv. 2002. - Vol. 17. - Iss. 1. - Pp. 155 - 160.

Brunke J. Elimination of transformer inrush currents by controlled switching / J. Brunke, K. Frohlich // IEEE Trans. Power Deliv. - 2001. - Vol. 16. - Iss. 2. - Pp. 276 - 280.

Cano-Gonzбleza, R. Controlled switching strategies for transformer inrush current reduction: A comparative study / R. Cano-Gonzбleza, A. Bachiller-Solera, J. A. Rosendo-Macнasa, G. Alvarez-Corderob // Electric Power Systems Research. - 2017. - Vol. 145. - Pp. 12 - 18.

Washington, L. A. Transformer modelling for transient studies / L. A. Washington // Neves. The University of British Columbia, 1994.

Сельменева, Д. С. Исследование переходных процессов при управляемом включении силового трансформатора / Д. С. Сельменева, Е. Г. Лиске, Д. Е. Шевцов // Вестник ПНИПУ. - 2017. - № 24. - С. 161 - 177.

Белкина, Е. Н. Анализ способов аппроксимации кривой намагничивания электротехнической стали / Е. Н. Белкина, С. А. Жуков // Международный научный журнал "Инновационная наука". - 2015. - № 5. - С. 22 - 27.

Washington, L. A. On modelling iron core nonlinearities / L. A. Washington, H. W. Dommel // IEEE Trans. Power Sys. - 1993. - Vol. 8. - No. 2. - Pp. 417 - 425.

Аккозов, А. Д. Методы исследования переходных процессов при включении трансформатора в сеть / А. Д. Аккозов, Н. Д. Таабалдиева, А. К. Имакова // Известия КГТУ им. И. Раззакова. - 2017. - № 4. - С. 256 - 262.

Котенов, С. Переходные процессы при включении трансформатора в сеть с синусоидальным напряжением / С. Котенов, А. Евсеев // Силовая электроника. - 2005. - № 4. - С. 34 - 37.

Cardelli, E. Numerical modeling of transformer inrush currents / E. Cardelli, A. Faba // Elsevier. - 2013. - Physica B 435. - Pp. 116 - 119.

Wang, Yunfei. Analytical formula to estimate the maximum inrush current / Yunfei Wang, G Abdulsalam Sami, Wilsun Xu // IEEE Transactions on power delivery. - 2008. - Vol. 23. - Pp. 1266 - 1268.

Tokic, Amir. Simulation of three-phase transformer inrush currents by using backward and numerical differentiation formula / Amir Tokic, Viktor Milardic, Ivo Uglesic, Admir Jukan // Electric Power Systems Research 127. - 2015. - Pp. 177 - 185.

F. de Leуn. Comparing the T and p equivalent circuits for the calculation of transformer inrush currents / F. de Leуn, A. Farazmand, P. Joseph // IEEE Trans. Power Del. - 2012. - Vol. 27. - No. 4. - Pp. 2390 - 2398.

Wang, Zengping. New principle of discrimination between inrush current and internal fault current of transformer based on self-correction function / Wang Zengping, MA Jing, XU Yan // International Power Engineering Conference, Singapore. - 2005. - Vol. 2. - Pp. 614 - 617.

Zhanga, L. L. Identification of inrush currents in power transformers based on higher-order statistics / L. L. Zhanga // Electric Power Systems Research. - 2017. - Vol. 146. - Pp. 161 - 169.

Kumar, Prashant. Optimization of inrush current in electrical transformer / Prashant Kumar, Yogendra Reddy S. // International Conference on Smart Electric Grid (ISEG), Guntur, 2014, pp. 1 - 5.

Popov, M. G. Dynamic methods of identification of electromagnetic parameters of power transformers in non-stationary mode / M. G. Popov, Yu. N. Bocharov, E. I. Gurevich, F. H. Halilov, V. V. Popov // E3S Web of Conferences "TPACEE-2018", 2019. Available at: https: //doi.org/10.1051/e3sconf/ 20199101002.

Дед, А. В. Расчет параметров Simulink-модели силового трехфазного трансформатора для исследования длительных несимметричных режимов / А. В. Дед // Омский научный вестник. - 2017. - № 3. - С. 68 - 73.

Новаш И. В. Расчет параметров модели трехфазного трансформатора из библиотеки Matlab-Simulink с учетом насыщения магнитопровода / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. - 2015. - № 1. - С. 12 - 24.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2020.75.14.005