Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Разработка метода определения витковых замыканий в обмотке трёхфазного трансформатора

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-46-58

Полный текст:

Аннотация

ЦЕЛЬ. Выявить закономерности влияния витковых замыканий на параметры трёхфазного трансформатора сети в режиме отключенного трансформатора с подачей контрольных напряжений и токов от постороннего источника, в линейном режиме работы трансформатора. МЕТОДЫ. Для достижения цели проводились экспериментальные исследования на силовом трансформаторе Trihal напряжением 20/0,4 кВ с искусственно созданным витковым замыканием, выполнялось математическое моделирование и расчеты параметров магнитной системы трехфазного трансформатора. РЕЗУЛЬТАТЫ. Были выполнены экспериментальные измерения напряжения холостого хода на стороне высокого напряжения силового трансформатора с подачей трехфазного напряжения прямой последовательности на сторону низкого напряжения трансформатора. Аналогичные измерения проведены с приложением трехфазного тока нулевой последовательности. Исследовано влияние виткового замыкания на магнитную систему трехфазного трансформатора с приложением напряжений и токов нулевой и прямой последовательностей. Разработана математическая модель магнитной системы трёхфазного трансформатора, позволяющая определить изменение параметров обмоток трансформатора и установить взаимосвязь между первичными и вторичными напряжениями и токами в условиях возникновения виткового замыкания. Параметры магнитной системы трехфазного трансформатора были вычислены по результатам экспериментальных измерений. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложен эффективный метод обнаружения витковых замыканий по измерениям с подачей токов нулевой последовательности. Разработана упрощенная модель магнитной системы трёхфазного трансформатора, которая позволяет качественно оценить изменение его параметров при возникновении виткового замыкания. Предложена модель виткового замыкания, которая может использоваться для изучения влияния витковых замыканий на магнитную систему трансформатора.

Об авторах

Р. Г. Мустафин
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Мустафин Рамиль Гамилович – канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

г. Казань



Ю. В. Писковацкий
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Писковацкий Юрий Валерьевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

г. Казань



Ф. Р. Сиразутдинов
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Сиразутдинов Фарит Рамилевич – аспирант, ассистент кафедры «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

г. Казань



Д. Ф. Губаев
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Губаев Дамир Фатыхович – канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

г. Казань



А. Н. Гавриленко
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Гавриленко Андрей Николаевич – канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

г. Казань



Список литературы

1. Львов М.Ю. Анализ повреждаемости силовых трансформаторов напряжением 110 кВ и выше // Электричество. 2010. № 2. С. 27-31.

2. Рубцов А.В., Лукьянов М.М. Анализ отказов силовых трансформаторов распределительных сетей // Электробезопасность. 2014. № 1. С. 19-32.

3. Zacharias D., Gokaraju R. Prototype of a Negative-Sequence Turn-to-Turn FaultDetection Scheme for Transformers // IEEE Transactions on power delivery. 2016. V. 31. N 1. pp. 122-129.

4. Oliveira Luís M. R., Marques Cardoso A. J. Comparing Power Transformer Turn-to- Turn Faults Protection Methods: Negative Sequence Component Versus Space Vector Algorithms // IEEE Transactions on Industry Applications. 2017. V. 53. I. 3. pp. 2817-2825.

5. Новожилов А.Н., Горюнов В.Н., Новожилов Т.А. Защита однофазного трансформатора от витковых замыканий в обмотках на встроенных магнитных трансформаторах // Электротехника. 2018. №2. С. 59-63.

6. Климова Т.Г., Смирнов В.С. Моделирование витковых замыканий в обмотках силового трансформатора в программном комплексе Matlab/Simulink // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. №4(55). С. 98-105.

7. Атнишкин А. Б., Широкин М. Ю. Моделирование витковых замыканий в обмотках силового трансформатора // Труды VII международной научно-технической конференции "Электроэнергетика глазами молодёжи"; 19–23 сентября 2016 г., Казань. Казань: КГЭУ, 2016. Т 1. С. 293-294.

8. Бартли У. Обзор повреждений трансформаторов // Энергетика и менеджмент. 2011. № 1(58). С. 40-45.

9. Хренников А.Ю., Рубцов А.В., Передельский В.А., Сафонов А.А., Якимов В.А. О повреждениях обмоток силовых трансформаторов и диагностике их геометрии методом низковольтных импульсов // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2004. № 5. С. 13-18.

10. Атнишкин А.Б. Адаптивные модификации алгоритма дифференциальной защиты трансформатора. Дис. … канд. техн. наук. Чебоксары; 2019.

11. Martinez J.A., Mork B. A. Transformer modeling for low and mid-frequency transients – a review // IEEE Trans. Power Del. 2005. V. 20, N 2. pp. 1625-1632.

12. Кружаев А.В., Елагин И.А., Павлейно М.А. и др. Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование переходных процессов в однофазном трансформаторе напряжения // Журнал технической физики. 2015. №2. С. 31-38.

13. Mejia-Barron A., Valtierra-Rodriguez M., Granados-Lieberman D. at al. The application of EMD-based methods for diagnosis of winding faults in a transformer using transient and steady state currents // Measurement. 2018. V. 117. pp. 371-379.

14. Ramesh K., Sushama M. Inter-turn fault detection in power transformer using wavelets // International journal of emerging trends in electrical and electronics. 2014. V. 10, I. 10.

15. Guillen D., Olivares-Galvan J.C., Escarela-Perez R. at al. Diagnosis of interturn faults of single-distribution transformers under controlled conditions during energization // Measurement. 2019. V. 141. pp. 24-36.


Для цитирования:


Мустафин Р.Г., Писковацкий Ю.В., Сиразутдинов Ф.Р., Губаев Д.Ф., Гавриленко А.Н. Разработка метода определения витковых замыканий в обмотке трёхфазного трансформатора. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021;23(1):46-58. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-46-58

For citation:


Mustafin R.G., Piskovatsky Yu.V., Sirazutdinov F.R., Gubaev D.F., Gavrilenko A.N. Development of a turn-to-turn fault detection method in the three-phase transformer's winding. Power engineering: research, equipment, technology. 2021;23(1):46-58. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-1-46-58

Просмотров: 31


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)