Реактивная нагрузка синхронного генератора при насыщении магнитной системы блочного трансформатора под воздействием квазипостоянных токов

А. А. Кувшинов; В. В. Вахнина; А. Н. Черненко; Р. Н. Пудовинников

doi:10.34831/EP.2021.96.41.002

Реактивная нагрузка синхронного генератора при насыщении магнитной системы блочного трансформатора под воздействием квазипостоянных токов

А. А. Кувшинов, В. В. Вахнина, А. Н. Черненко, Р. Н. Пудовинников

Аннотация

Показано, что воздействие квазипостоянных токов, возникающих в периоды геомагнитных возмущений, на блочный трансформатор вызывает увеличение реактивной нагрузки синхронного генератора. Определен гармонический состав тока намагничивания блочного трансформатора при насыщении магнитной системы под воздействием квазипостоянного тока, протекающего по обмоткам высокого напряжения, с учетом параметров выдачи мощности синхронного генератора в электроэнергетическую систему. Отмечено, что наиболее значимой является основная гармоника тока намагничивания, которая ответственна за многократное увеличение мощности намагничивания блочного трансформатора и пропорциональна интенсивности квазипостоянного тока. Показано, что основная особенность режима функционирования синхронного генератора при насыщении магнитной системы блочного трансформатора обусловлена суммированием основной гармоники тока намагничивания с реактивной составляющей статорного тока, вызывающей увеличение реактивной нагрузки и возникновение симметричной перегрузки вплоть до срабатывания релейной защиты. На примере блока "турбогенератор ТВВ-320 - блочный трансформатор ТДЦ-400000/242/20" установлены диапазоны безопасных для функционирования блока значений квазипостоянного тока и значений, способных инициировать отключение блока и даже повреждение турбогенератора вследствие недопустимой перегрузки статорным током.

Ключевые слова

синхронный генератор; блочный трансформатор; мощность намагничивания; квазипостоянный ток; симметричная перегрузка

Полный текст:

PDF

Литература

Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общей редакцией профессоров МЭИ: И. Н. Орлова (гл. ред.) и др.) 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.

Ngnegueu, T. Behaviour of transformers under DC/GIC excitation: Phenomenon, Impact on design/design evaluation process and Modelling aspects in support of Design / T. Ngnegueu, F. Marketos, F. Devaux, T. Xu, R. Bardsley, S. Barker, J. Baldauf, J. Oliveira // CIGRE 2012. - P. 1 - 10.

Walling, R. A. Characteristics of transformer exciting current during geomagnetic disturbances / R. A. Walling, A. H. Khan // IEEE Trans on Power Delivery. - 1991. - Vol. 6. Iss. 4. - Pp. 1707 - 1714.

Nobuo, T. An experimental analysis of DC excitation of transformers by geomagnetically induced currents / T. Nobuo, O. Tetsuo, M. Fumihiko, S. Sadamu, F. Yasuo // IEEE Transaction on Power Delivery. - 1994. - Vol. 9, Iss. 2. - Pp. 1173 - 1179.

ГОСТ 533-2000 (МЭК 34-3-88). Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия.

ГОСТ 5616-89. Генераторы и генераторы-двигатели электрические гидротурбинные. Общие технические условия.

Лейтес, Л. В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов / Л. В. Лейтес. - М.: Энергия, 1981. - 392 с.

Новаш, И. В. Расчет параметров модели трехфазного трансформатора из библиотеки МАТLAB-SIMULINK с учетом насыщения магнитопровода / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. - 2015. - № 1. - С. 12 - 24.

Dommel, H. W. Electromagnetic Transients Program Reference Manual (EMTP) Theory Book / H. W. Dommel. - Portland: Bonneville Power Administration, 1986. - 483 p.

Picher, P. Study of the acceptable DC current limit in core-form power transformers / P. Picher, L. Bolduc, A. Dutil, V. Q. Pham // IEEE Transactions on Power Delivery. 1997. - Vol. 12, Iss. 1. - Pp. 257 - 265.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.96.41.002