Повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей выявлением витковых замыканий в трансформаторах 6-10/0,4 кВ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат наук Пятков Андрей Владимирович

• Пятков Андрей Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Пятков Андрей Владимирович

Введение

Глава 1 Особенности эксплуатации силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях и постановка задач исследования

1.1 Виды повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях

1.2 Исследования характера нагрузок силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ, эксплуатируемых в сельских электрических сетях

1.3 Анализ факторов, влияющих на возникновение витковых замыканий

в трансформаторах 6-10/0,4 кВ

1.4 Анализ факторов, указывающих на развитие витковых замыканий

в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ

1.5 Анализ существующих методик определения индуктивного сопротивления обмоток трансформатора

Выводы и постановка задач исследования

Глава 2 Теоретические исследования конструктивных параметров

обмоток и режимных параметров трансформаторов 6-10/0,4 кВ

при витковых замыканиях в обмотках

2.1 Разработка математической модели определения конструктивных параметров обмоток и режимных параметров силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ при возникновении витковых замыканий

2.2 Анализ изменения токов и напряжений при возникновении витковых замыканий

2.3 Разработка метода определения тока небаланса обратной последовательности в условиях витковых замыканий

в обмотках силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ

Выводы по главе

Глава 3 Разработка технических решений по выявлению витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ

3.1 Разработка устройств мониторинга силовых трансформаторов

3.2 Разработка технических мероприятий, снижающих ток небаланса обратной последовательности

3.3 Выбор оборудования устройства мониторинга силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ

3.4. Выбор параметров настройки устройства мониторинга силового

трансформатора

Выводы по главе

Глава 4 Экспериментальное исследование витковых замыканий в обмотках трансформатора

4.1 Методика эксперимента и приборное обеспечение

4.1.1 Методика проведения эксперимента

4.1.2 Приборное обеспечение эксперимента

4.2 Экспериментальное исследование изменений параметров силового трансформатора при возникновении виткового замыкания

4.3 Результаты проверки эффективности организационно-технических мероприятий по повышению чувствительности к витковым замыканиям дифференциальной схемы обратной последовательности

4.3.1 Применение устройства, работающего по принципу тока

обратной последовательности

4.3.2 Применение регулируемых накладок

Выводы по главе

Глава 5 Оценка экономической эффективности и практическая реализация результатов работы

5.1 Определение ущерба от витковых замыканий в обмотках, сопровождающихся отказами трансформаторов 6-10/0,4 кВ

5.2 Оценка экономической эффективности устройства мониторинга

силовых трансформаторов

5.3 Разработка рекомендаций по использованию устройства

5.4 Порядок действия персонала при прохождении на диспетчерский пункт сигнала о возникновении виткового замыкания в обмотках

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложения

Список сокращений и условных обозначений

АИП - автономный источник питания; АПК - агропромышленный комплекс;

АСДУ - автоматизированные системы диспетчерского управления; ВГС - высшие гармонические составляющие; ВЗ - витковое замыкание; ВН - высшее напряжение;

ДЗТ - дифференциальная защита трансформатора;

КЗ - короткое замыкание;

НН - низшее напряжение;

ПКУ - пункт коммерческого учета;

ПБВ - переключение без возбуждения;

ССПИ - системы средств передачи информации;

ТП - трансформаторная подстанция;

ТТ - трансформаторы тока;

ЭДС - электродвижущая сила.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей выявлением витковых замыканий в трансформаторах 6-10/0,4 кВ»

Введение

Актуальность темы исследования. Развитие агропромышленного комплекса является одним из приоритетных национальных проектов Российской Федерации. Рост сельскохозяйственного производства сопровождается увеличивающимся потреблением электрической энергии. В этих условиях актуальным является повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Поставка электроэнергии в сельской местности осуществляется по распределительным электрическим сетям, имеющим свою специфику. Отличительной особенностью сельских сетей является рассредоточение значительного числа понижающих трансформаторов 6-10/0,4 кВ мощностью от 25 до 1000 кВА на большой территории.

Аварийность трансформаторов 6-10/0,4 кВ снижает надежность электроснабжения, приводит к значительным перерывам в передаче электроэнергии, нанося существенный социальный и экономический ущерб потребителям и самой электросетевой компании. Одной из причин аварийности являются внутренние повреждения трансформаторов, в частности витковые замыкания в обмотках, на начальной стадии которых не наблюдается увеличение токов до аварийных значений. Данный вид замыкания рассматривается как ненормальный и предаварий-ный режим в работе трансформатора.

Выявление витковых замыканий на начальной стадии развития позволило бы своевременно произвести замену трансформатора и тем самым минимизировать перерыв в электроснабжении потребителей, а также сократить затраты на ремонт самого трансформатора. В этих условиях актуальным является контроль и оповещение возникшего ненормального режима в работе трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

В последние десятилетия в электроэнергетике довольно активно идет процесс внедрения автоматизированных систем управления. Одной из составных частей таких систем являются устройства мониторинга режимных параметров

трансформатора. Данные устройства обладают большим набором функциональных возможностей в части передачи информации. Для трансформаторов 6-10/0,4 кВ, не имеющих со стороны обмоток высшего напряжения коммутационных аппаратов, отключаемых от устройств релейной защиты, альтернативным вариантом является разработка устройств сигнализации о ненормальных и аварийных режимах работы трансформаторов, интегрированных в систему мониторинга. Одним из контролируемых ненормальных режимов работы трансформаторов 6-10/0,4 кВ может быть ряд витковых замыканий в обмотках.

Недостаточные исследования по выявлению ненормальных режимов, связанных с витковыми замыканиями в обмотках трансформаторов, а также отсутствие устройств мониторинга и сигнализации, интегрированных в них, сдерживают развитие данного направления для повышения надежности и эффективности электроснабжения в целом.

В сложившихся условиях актуальными задачами являются выявление ненормального режима и определение параметров срабатывания и чувствительности устройств, сигнализирующих о возникновении витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

Степень разработанности темы. Теоретические основы по определению конструктивных параметров обмоток и режимных параметров самих трансформаторов рассмотрены в работах Г. Л. Петрова, С. Б. Васютинского, П. М. Тихомирова, Г. Ф. Быстрицкого, Б. И. Кудрина, П. Л. Калантарова, Л. А. Цейтлина и др.

Большой вклад в решение научных задач, связанных с выявлением витко-вых замыканий в обмотках, а также направленных на разработку устройств, чувствительных к внутренним повреждениям трансформаторов, внесли известные ученые: А. А. Пястолов, А. С. Засыпкин, Л. М. Рыбаков, М. А. Шабад, А. Н. Новожилов, А. Ф. Гаген, Г. А. Чечушков, Р. С. Ахметшин, В. П. Калявин и др.

Основная часть научных исследований направлена на выявление витковых замыканий в обмотках трансформаторов высокого напряжения и большой мощности, а также на разработку методов и средств диагностики. При этом для сельских электрических сетей актуальными являются вопросы своевременного

выявления витковых замыканий в трансформаторах малой мощности, рассредоточенных на большой территории и эксплуатируемых без постоянного обслуживающего персонала. Решение данной задачи позволит улучшить надежность электроснабжения, снизить количество перебоев и потери электрической энергии, а в целом - повысить эффективность электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Цель работы - повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей путем выявления витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ на начальной стадии возникновения и развития.

Объект исследования - конструктивные и режимные параметры обмоток силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ в процессе возникновения витковых замыканий.

Предмет исследования - установление взаимосвязи конструктивных и режимных параметров обмоток силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ при возникновении в них витковых замыканий.

Методы исследования. Для решения поставленных научных задач использованы основные положения теоретической электротехники, электрических измерений, а также методы математического моделирования. Вычисления и моделирование проводились с применением пакетов программ MathCAD, Excel. Экспериментальные исследования выполнялись с применением современной измерительной техники и натурного эксперимента на трансформаторе.

Научная гипотеза. Повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей возможно путем мониторинга режимных параметров силовых трансформаторов при возникновении витковых замыканий начальной стадии возникновения и развития.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Провести анализ повреждений и мероприятий по выявлению витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ с учетом особенностей их эксплуатации в сельских электрических сетях.

2. Разработать математическую модель, позволяющую определить конструктивные и режимные параметры обмоток трансформаторов 6-10/0,4 кВ, и установить их взаимосвязь в условиях виткового замыкания.

3. Определить режимный параметр, реагирующий на возникновение вит-кового замыкания в обмотках на начальной стадии развития, и разработать метод оценки ожидаемой погрешности.

4. Разработать техническое решение для выявления витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ на начальной стадии развития и методику определения параметров срабатывания защиты, действующей на сигнал.

5. Разработать рекомендации по применению устройств мониторинга трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях с оценкой экономической эффективности предлагаемых мероприятий.

Научная новизна работы:

• математическая модель определения конструктивных и режимных параметров в условиях виткового замыкания с учетом геометрических размеров и расположения замкнутых витков в обмотках силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ;

• зависимость индуктивного сопротивления замкнутых витков от места возникновения в обмотках силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ;

• метод определения тока небаланса обратной последовательности как режимного параметра, реагирующего на возникновение витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ;

• методика определения порога срабатывания дифференциального реле обратной последовательности с действием на сигнал.

Теоретическая и практическая значимость работы:

• математическая модель определения конструктивных и режимных параметров с учетом геометрических размеров замкнутых витков в обмотках силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ;

• зависимость индуктивного сопротивления от геометрических размеров замкнутых витков и места виткового замыкания на обмотке;

• метод определения тока небаланса обратной последовательности, позволяющий оценить и учитывать в дальнейшем ожидаемую погрешность в устройствах дифференциальной защиты;

• методика определения порога срабатывания дифференциального реле обратной последовательности с действием на сигнал;

• устройство мониторинга силовых трансформаторов, позволяющее выявлять витковые замыкания на ранней стадии развития без ложного срабатывания реле при изменении коэффициента трансформации в процессе эксплуатации (пат. № 162784 РФ);

• рекомендации по мониторингу силовых трансформаторов в сельских электрических сетях, принятые к использованию в ОАО «МРСК Урала» - филиале «Челябэнерго» и в ПАО СУЭНКО - филиале «Шадринские электрические сети».

Достоверность теоретических научных положений подтверждается их сравнением с результатами, полученными при расчете с помощью апробированного программного обеспечения, результатами экспериментальных исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель, позволяющая определить конструктивные и режимные параметры обмоток трансформаторов 6-10/0,4 кВ в условиях витко-вого замыкания.

2. Зависимость индуктивного сопротивления замкнутых витков от места расположения на обмотках силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

3. Метод определения тока небаланса обратной последовательности в условиях витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

4. Устройство мониторинга силовых трансформаторов, позволяющее выявлять витковые замыкания на ранней стадии развития, с учетом изменения коэффициента трансформации в процессе эксплуатации.

5. Методика определения порога срабатывания дифференциального реле обратной последовательности с действием на сигнал.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались и были одобрены на международных научных конференциях, в том числе:

ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет» (г. Челябинск, 2014-2017 гг.), ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова» (г. Саратов, 2015 г.), ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет» (г. Красноярск, 2015 г.), международной науч.-практ. конф. «Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени» (г. Екатеринбург, 2015 г.), международной научно-практической конференции «Информационные технологии в энергетическом комплексе» (г. Екатеринбург, 2016 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в тринадцати научных работах, в том числе в 3 изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент Российской Федерации (на устройство мониторинга за режимами работы трансформатора).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения по работе, библиографии из 146 наименований. Основное содержание работы изложено на 156 страницах, содержит 55 рисунков, 20 таблиц.

Глава 1 Особенности эксплуатации силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях и постановка задач исследования

Снижение аварийности трансформаторов 6-10/0,4 кВ и уменьшение времени устранения последствий аварий является одной из приоритетных задач сетевых организаций. Эксплуатация трансформаторов в сельских электрических сетях происходит в довольно жестких условиях, связанных с сезонными и суточными перегрузками, несимметричными нагрузками, а также кратковременными повышениями напряжения. Также в последнее время возросла доля потребителей с нелинейной нагрузкой, что не могло не сказаться на специфике работы трансформаторов и устройств релейной защиты и измерений. Большинство трансформаторов 6-10/0,4 кВ эксплуатируется на трансформаторных подстанциях без постоянного обслуживающего персонала, что создает проблемы своевременного выявления ненормальных режимов работы электроустановки, а также не позволяет оперативно приступать к ликвидации повреждений.

Проведение анализа данных об аварийности трансформаторов 6-10/0,4 кВ, условиях их эксплуатации и применяемых устройствах защиты позволит определить пути уменьшения масштабов повреждений при отказах трансформаторов.

1.1 Виды повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях

На основе данных, предоставленных Шадринскими электрическими сетями ПАО СУЭНКО (ШЭС), за 2009-2012 гг. проведен анализ отказов в работе трансформаторов 6-10/0,4 кВ [121]. На обслуживании в ШЭС находится 1761 трансформатор напряжением 6-10/0,4 кВ с номинальной мощностью от 25 до 1000 кВА, установленные в основном в сельской местности.

Процентное соотношение трансформаторов различных мощностей к общему числу трансформаторов представлено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Распределение трансформаторов 6-10/0,4 кВ, эксплуатируемых в ШЭС, по мощностям

Мощность тр-ров, кВА 25 40 63 100 160 250 400 630 1000

Количество, в % 4,52 3,72 8,83 21,54 18,47 21,48 17,69 3,63 0,12

Данные, приведенные в таблице 1.1, показывают, что основная часть эксплуатируемых трансформаторов 6-10/0,4 кВ (79 %) имеет мощность от 100 до 400 кВА. Установка трансформаторов обусловлена потребляемыми мощностями производственных и коммерческих предприятий, а также бытовых потребителей.

Статистические данные по аварийности показывают, что за рассматриваемый период с 2009-го по 2012 гг. произошло 152 отказа силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ. Среднее количество отказов в год на 100 единиц трансформаторов составило 2,87 шт.

Анализ актов дефектации трансформаторов 6-10/0,4 кВ с информацией о проведенных текущих и капитальных ремонтах, испытаниях и плановом обслуживании трансформаторов позволил выделить основные причины повреждений, вызывающих их отказ. Соотношение основных причин повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ к общему числу отказов представлено в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Причины повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ в филиале ШЭС за 2009-2012 гг.

Причины повреждений Доля, %

Заводские дефекты 35

Низкая организация эксплуатации 20,5

Некачественный ремонт или монтаж 18

Грозовые перенапряжения 5,5

Старение изоляции 10

Прочие дефекты 11

Итого 100

Согласно представленным данным, наиболее распространенной причиной, вызывающей отказ трансформаторов, являются заводские дефекты, составляющие 35 % от общего числа повреждений. В числе основных причин повреждений также можно назвать низкую организацию эксплуатации силовых трансформаторов, доля которой от общего числа составляет 20,5 %, и некачественный ремонт или монтаж - 18 %. Около 10 % повреждений трансформаторов происходит по причине естественного старения изоляции. От воздействия грозовых перенапряжений происходит 5,5 % повреждений. Остальные 11 % повреждений вызваны прочими дефектами трансформаторов.

На основе актов дефектации также произведено распределение основных повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ по видам, представленным в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Основные виды повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ в филиале ШЭС за 2009-2012 гг.

Виды повреждений Число повреждений

шт. %

Междуфазные замыкания 8 5,3

Витковые замыкания 67 44

Повреждения переключателей ответвлений 21 13,8

Повреждения вводов 31 20,4

Обрыв отводов 7 4,6

Другие виды 18 11,9

Итого 152 100

Представленные данные показывают, что самый малый процент повреждений трансформаторов происходит по причине обрыва отводов. Из-за низкого качества соединений или механических повреждений во время короткого замыкания происходит обгорание отводов (выводных концов), приводящее к обрыву в цепи обмоток.

Наиболее опасными для самого трансформатора и элементов прилегающей электрической сети являются междуфазные короткие замыкания - трехфазные и двухфазные. Дефекты междуфазной изоляции чаще всего происходят на наружных выводах обмоток трансформатора. Двухфазное, в особенности трехфазное

короткое замыкание внутри бака происходит довольно редко и составляет 5,5 % от общего числа повреждений.

Отказы, вызванные повреждением переключателей ответвлений, возникают по причине оплавления или полного выгорания контактных поверхностей вследствие термического действия токов короткого замыкания, а также при недостаточном давлении (нажатии) подвижных контактов на неподвижные и при неполном их соприкосновении между собой. Также одним из распространенных дефектов переключателей является их механический износ [79].

Дефекты вводов трансформатора составляют 20,4 % от общего числа повреждений. Основными неисправностями вводов являются: трещины, сколы и разрушения изоляторов, попадание посторонних предметов на трансформатор, загрязнение изоляторов, некачественная армировка и уплотнение, срыв резьбы стержня при неправильном навинчивании и затягивании гайки.

Среди других видов повреждений, составляющих 11,9 %, самыми распространенными являются повреждение бака (течь масла по причине нарушения герметичности сварных швов), повреждения межлистовой изоляции магнитопровода, ослабление прессовки магнитопровода.

Наиболее часто наблюдается витковое замыкание, являющееся основной причиной (44 %) отказов трансформаторов 6-10/0,4 кВ. Также следует отметить, что междуфазное замыкание может быть следствием развития виткового замыкания в обмотках.

Дальнейший анализ характера повреждений в 67 трансформаторах, чей отказ вызван витковыми замыканиями, показал, что в 47 (70 %) трансформаторах повреждена только обмотка ВН, в 13 (20 %) - повреждена обмотка НН, а в оставшихся 7 (10 %) трансформаторах витковое замыкание привело к повреждению сразу двух обмоток ВН и НН.

Витковое замыкание вследствие развития повреждений на 80 % приводит к межсекционному пробою изоляции обмотки или полному выгоранию обмотки с переходом на межфазное короткое замыкание. Данный факт является свидетельством того, что витковые замыкания с малым количеством замкнутых витков остаются незамеченными применяемой защитой в виде плавких вставок.

1.2 Исследования характера нагрузок силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ, эксплуатируемых в сельских электрических сетях

В последние десятилетия в сельских электрических сетях существенно изменился характер питаемой нагрузки, что обусловлено значительным увеличением числа электроприемников с нелинейной вольтамперной характеристикой [98]. Произошедшие изменения закономерно отражаются на условиях работы трансформаторов 6-10/0,4 кВ, а также оказывают влияние на специфику работы устройств релейной защиты, автоматики и измерений, применяемых на данных трансформаторах.

Для выявления основных причин, приводящих к возникновению витковых замыканий в обмотках, а также определения специфики работы устройств релейной защиты и измерений было проведено исследование условий работы трансформаторов 6-10/0,4 кВ, питающих различные по своему характеру нагрузки.

В качестве объектов исследования были выбраны три силовых трансформатора. При выборе объектов учитывались следующие критерии: трансформаторы выбирались одной номинальной мощности, имеющие одинаковые группы соединений обмоток и питающие различные по своему характеру нагрузки (бытовую, производственную и смешанную). Характеристики обследуемых трансформаторов приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Характеристики обследуемых трансформаторов

№ Номер Потребитель Силовые трансформаторы

п/п трансформатора Кол-во Тип, мощность Характер нагрузки

1 ТП-1 Пилорама 1 ТМ-100-10/0,4 Двигательная

2 ТП-2 Частный сектор 1 ТМ-100-10/0,4 Бытовая

3 ТП-3 Кафе, мастерская 1 ТМ-100-10/0,4 Бытовая

Суть исследования заключалась в проведении мониторинга токов и напряжений силовых трансформаторов в максимальном и минимальном режимах работы. Измерения проводились в два этапа. На первом этапе осуществлялся

мониторинг на шинах РУ 0,4 кВ силовых трансформаторов ТП-1 и ТП-2, находящихся на балансе сетевой организации «Шадринские электрические сети» филиала ОАО «ЭнергоКурган». На втором этапе мониторинг проводился на шинах РУ 10 кВ и РУ 0,4 кВ силового трансформатора ТП-3, собственником которого являлся потребитель.

Мониторинг токов и напряжений осуществлялся в соответствии с требованиями стандарта [26]. В качестве средства измерения использовался прибор «Энергомонитор 3-3Т1», зарегистрированный в государственном реестре средств измерений Российской Федерации как анализатор качества электрической энергии [73].

При анализе режимов работы силовых трансформаторов 10/0,4 кВ использовались результаты инструментальных исследований, измеряемых прибором «Энергомонитор-3.3.Т1»: Ц(1) - действующее напряжение по первой гармонике; и2(1) - напряжение обратной последовательности по первой гармонике; Ц0(1) -напряжение нулевой последовательности по первой гармонике; КЦ - коэффициент несинусоидальности напряжения; 1А(1) - действующее значение тока по первой гармонике; /2(1) - ток обратной последовательности по первой гармонике; /0(1) - ток нулевой последовательности по первой гармонике; КI - коэффициент несинусоидальности тока, коэффициенты п - гармонической составляющей тока и напряжения.

Результаты измерений токов и напряжений трансформаторов ТП-1 и ТП-2 приведены в таблице 1. 5.

Результаты замеров показывают, что обследуемые трансформаторы работают в несимметричном и нелинейном режимах, особенно это характерно для трансформаторов, имеющих бытовой характер нагрузки. Причинами возникновения токов высших гармонических составляющих (ВГС) для производственной нагрузки являются асинхронные двигатели, а для бытовой нагрузки - специфика работы современных бытовых приборов и энергосберегающих ламп освещения [8, 19, 35, 36, 120].

Таблица 1.5 - Результаты мониторинга силовых трансформаторов, установленных на ТП-1 и ТП-2

Объект Режим нагрузок ТП Фаза Ц(1), в Цад, В Цо(1), В Ки, % 1а(1), А ^ А 10(1), А К %

ТП-1 Максимальный Ь1 241,93 2,28 0,62 2,55 56,04 1,22 1,88 5,28

Ь2 242,45 2,54 60,56 4,61

Ь3 243,37 2,73 60,63 6,87

Минимальный Ь1 243,92 2,09 0,66 2,68 2,95 0,19 2,11 2,21

Ь2 244,37 2,57 4,86 2,69

Ь3 244,93 2,84 6,07 3,15

ТП-2 Максимальный Ь1 230,43 3,03 3,87 3,31 62,34 9,46 5,98 7,95

Ь2 226,55 3,46 45,91 5,41

Ь3 230,34 3,38 39,87 13,47

Минимальный Ь1 231,52 1,65 2,09 2,12 27,65 4,23 3,44 11,64

Ь2 233,03 2,24 25,38 3,4

Ь3 234,08 2,35 16,27 20,17

На рисунках 1.1 и 1.2 представлены результаты замеров высших гармонических составляющих тока на ТП-1 и ТП-2.

За время проведения замеров на исследуемых трансформаторах было зафиксировано наличие несимметрии ВГС токов и напряжений по ряду гармоник, при этом по основной гармонике наблюдалась симметричная нагрузка. Проведенный анализ времени возникновения несимметрии ВГС тока и напряжения показывает, что ее возникновение обусловлено характером однофазной нелинейной нагрузки и не зависит от нагрузки по основной гармонике.

3,5 « 3 * 2,5

н

2 1,5

I 1

< 0,5 0

1

1 .

1 ] 1 1 л . . _ _ _

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

Номер гармоники

Ь1 Ь2 Ь3

Рисунок 1.1 - Спектр гармоник тока на шинах 0,4 кВ ТП-1 при максимальной загрузке трансформатора

6

< 5

I 4

^ 3 в 3

в 2

I 1

0

1

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

Номер гармоники

Ь1 Ь2 Ь3

Рисунок 1.2 - Спектр гармоник тока на шинах 0,4 кВ ТП-2 при максимальной загрузке трансформатора

Для ТП-1, имеющей нагрузку в виде асинхронных двигателей, причиной более высокого содержания ВГС тока в фазе Ь3 является питание освещения производственного корпуса пилорамы с данной фазы. В части осветительных приборов используются люминесцентные лампы, являющиеся источником искажения синусоиды тока [36].

На втором этапе проводилось исследование несинусоидальности токов в обмотках силового трансформатора ТП-3, питающего смешанную нагрузку. Мониторинг осуществлялся одновременно на стороне ВН и НН трансформатора, с помощью двух приборов «Энергомонитор-3.3. Т1». Данная ТП имеет отличие от типовых в виде конструктивного исполнения РУ-10 кВ с установленными ТТ-10 кВ (на стороне ВН трансформатора). Результаты мониторинга нагрузки на ТП-3 в максимальном режиме приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Результаты мониторинга нагрузки на ТП-3

Измеряемая обмотка трансформатора Фаза Ц(1), в Цад, В Ц0(1), В Ки, % 1а(1), А ^ А 10(1), А К %

ВН Ь1 0,96 33,51

Ь2 0,6 45,36

Ь3 0,9 15,04

НН Ь1 236,26 1,57 1,13 1,02 23,05 3,32 11,61 25,37

Ь2 239,53 1,16 1,65 43,28

Ь3 236,78 0,9 23,84 15,58

На рисунках 1.3 и 1.4 представлен спектр гармоник тока на стороне ВН (10 кВ) и НН (0,4 кВ) трансформатора, зафиксированных в один период времени.

? 6

I 1 к V .

Ь1 Ь2 Ь3

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

Номер гармоники

8

4

2

0

Рисунок 1.3 - Спектр гармоник тока стороны ВН (10 кВ), приведенный к стороне НН (0,4 кВ) ТП-3 (смешанная нагрузка) при максимальной загрузке трансформатора

8

<

* 6

ч

й 4

I 2

1 1 J J . . .

1Ь1 Ь2 Ь3

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

Номер гармоники

0

Рисунок 1.4 - Спектр гармоник тока на стороне НН (0,4 кВ) ТП-3 (смешанная нагрузка)

при максимальной загрузке трансформатора

Анализ полученных данных показывает существенное различие амплитуд токов ВГС для одноименных фаз стороны ВН и НН. Данный факт может быть обусловлен режимом насыщения трансформатора, а также генерацией гармоник в сеть самим трансформатором [8, 19, 36].

Также на стороне ВН и НН зафиксирована несимметрия токов по 3, 5, 7 гармоникам, несмотря на почти одинаковую загрузку фаз Ь1 и Ь3 по основной гармонике. Причиной несимметрии ВГС на данной ТП является индивидуальный блок питания (ИБП), установленный в кафе, питающемся с фазы Ь1, а также освещение ремонтной мастерской, питающейся с фазы Ь3.

Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что силовые трансформаторы, эксплуатируемые в сельских сетях, работают в несинусоидальном режиме, с несимметричной нелинейной нагрузкой. Наличие существенной доли нелинейной нагрузки оказывает влияние на преждевременное старение изоляции в целом [36]. При рассмотрении факторов, приводящих к возникновению витко-вых замыканий, необходимо учитывать специфику работы сельских трансформаторов в условиях наличия ВГС тока и напряжения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пятков Андрей Владимирович, 2017 год

Список литературы

1. Александров А. М. Дифференциальные защиты трансформаторов : учеб. пособие. СПб. : ПЭИПК, 2011. 223 с.

2. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М. : Высш. шк., 2006. 639 с.

3. Базуткин В. В., Ларионов В. П., Пинталь Ю. С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах. 3-е изд., пе-рераб. и доп. М. : Энергоатомиздат, 1986. 464 с.

4. Барзилович В. М. Высоковольтные трансформаторы тока. М. ; Л. : Гос-энергоиздат, 1962. 248 с., ил.

5. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. М. : Высш. шк., 1996. 580 с.

6. Богдан В. А. Повышение эффективности защит сети 0,4 кВ при однофазных замыканиях : дис. ... канд. техн. наук. Новочеркасск, 2000. 167 с.

7. Богдан В. А., Подгорный Э. В. Определение сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемой соединения Y/Y-0 // Известия вузов. Сер. : Электромеханика. 1999. № 1. С. 60-61.

8. Богуцкий А., Гамма А. З., Жежеленко И. В. Нормирование показателей качества электрической энергии и их оптимизация. Гливине ; Иркутск, 1988. 249 с.

9. Будзко И. А., Лещинская Т. Б., Сукманов В. И. Электроснабжение сельского хозяйства. М. : Колос, 2000. 535 с.

10. Бурдун Г. Д., Марков Б. Н. Основы метрологии : учеб. пособие. Изд. 2-е, доп. М. : Изд-во стандартов, 1975. 336 с.

11. Быстрицкий Г. Ф., Кудрин Б. И. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов. М. : Изд. центр «Академия», 2003. 176 с.

12. Васютинский С. Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. Л. : Энергия, 1970. 432 с.

13. Веников В. А., Идельчик В. И., Лисеев М. С. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах. М. : Энергоатомиздат, 1985. 216 с., ил.

14. Вольдек А. И. Электрические машины. М. : Энергия, 1974. 840 с.

15. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М. : Астрель ; АСТ, 2006. 991 с.

16. Гаген А. Ф. Устройство защиты трансформаторов от витковых замыканий // Известия вузов. Сер. : Электромеханика. 1978. № 9. С. 1015-1016.

17. Гаген А. Ф., Горбенко В. И. К анализу процессов нагрева в замкнутом витке обмотки трансформатора // Известия вузов СССР. Сер. : Электромеханика. 1980. № 9. С. 911-914.

18. Галанов В. П., Галанов В. В. О влиянии нелинейных и несимметричных нагрузок на качество электрической энергии // Промышленная энергетика. 2001. № 3. С. 46-49.

19. Гармоники в электрических системах / пер. с англ. ; Дж. Аррилага [и др.]. М. : Энергоатомиздат, 1990. 320 с., ил.

20. Гельфанд Я. С. Релейная защита распределительных сетей. М. : Энер-гоатомиздат, 1987. 368 с.

21. Головкин П. И. Энергосистема и потребители электрической энергии. М. : Энергия, 1979. 368 с., ил.

22. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электроэнергии. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1998.

23. ГОСТ 18685-73. Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения. М. : Стандартинформ, 2005.

24. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

25. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

26. ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008). Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии.

27. ГОСТ 3484.1-88. Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.

28. ГОСТ 8.217-2003. Трансформаторы тока. Методика поверки. М. : ИПК Изд-во стандартов, 2003.

29. ГОСТ Р 51317.3.12-2006. Ограничение гармонических составляющих тока, создаваемых техническими средствами. М. : Стандартинформ, 2007.

30. ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

31. Гусарова Е. В. Экономика предприятий электрических сетей. Харьков : Изд-во ДВГУПС, 2000.

32. Гуревич В. И. Проблемы оценки надежности релейной защиты // Электротехнические комплексы и системы управления. 2010. № 3. С. 31-35.

33. Дзевенцкий А. Я., Ибрагимов К. Х., Хашимов Ф. А. Многовариантное решение задач анализа, прогнозирования и нормирования электропотребления на промышленных предприятиях, выпускающих разнородную продукцию // Промышленная энергетика. 2005. № 5. С. 32-36.

34. Дьяконов В. П., Пеньков А. А. MATLAB и Simulink в электроэнергетике : справочник. М. : Горячая линия-Телеком, 2009. 816 с., ил.

35. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Энергоатомиздат, 2000. 331 с.

36. Жежеленко И. В., Сорокин В. М. Высшие гармоники в электрических сетях // Электричество. 1974. № 11. С. 23-28.

37. Забродин Ю. С. Промышленная электроника. М. : Высш. шк., 1982.

489 с.

38. Загорский Я. Т., Комкова Е. В. Погрешности измерений электроэнергии при влиянии внешних величин и параметров контролируемых присоединений // Метрологическое обеспечение электрических измерений в электроэнергетике : матер. семинара. М. : Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.

39. Засыпкин А. С. Релейная защита трансформаторов. М. : Энергоатомиз-дат, 1989. 240 с.

40. Иванова З. Г., Ахметшин Р. А., Макарова Н. Л. Анализ причин отказов трансформаторов 10/0,4 кВ за 10 лет // Актуальные проблемы энергетики АПК :

матер. междунар. науч.-практ. конференции. Саратов : ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2012. 320 с.

41. Идрис И., Жексембиева Н. С. Дефекты силовых трансформаторов // Актуальные проблемы энергетики АПК : матер. междунар. науч.-практ. конференции. Саратов : ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2010. 408 с.

42. Каганович Е. А. Испытание трансформаторов малой и средней мощности на напряжение до 35 кВ включительно. М. : Энергия, 1977. 296 с.

43. Казанский В. Е. Измерительные преобразователи тока в релейной защите. М. : Энергоатомиздат, 1988. 240 с., ил.

44. Калантаров П. Л., Нейман Л. Р. Теоретические основы электротехники. М. : ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1951. 454 с., ил.

45. Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей : справ. книга. Л. : Энергоатомиздат, 1986. 488 с.

46. Калявин В. П., Рыбаков Л. М. Диагностирование оборудования систем электроснабжения. Йошкар-Ола : Мар. кн. изд-во, 1994. 196 с.

47. Калявин В. П., Рыбаков Л. М. Надежность и диагностика элементов электроустановок : учеб. пособие. СПб. : Элмор, 2009. 336 с.

48. Карапетян И. Г. Справочник по проектированию электрических сетей. М. : НЦ ЭНАС, 2006. 320 с.

49. Карпов Ф. Ф., Солдаткина Л. А. Регулирование напряжения в электросетях промышленных предприятий / под ред. Н. А. Мельникова. М. : Энергия, 1970. 214 с., ил.

50. Концепция развития электрификации сельского хозяйства России. М. : ВИЭСХ, 2001. 37 с.

51. Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины : в 2 ч. Ч. 1. : Машины постоянного тока. Трансформаторы. Л. : Энергия, 1972. 544 с.

52. Лещинская Т. Б., Наумов И. В. Электроснабжение сельского хозяйства : учебник. М. : БИБКОМ : ТРАНСЛОГ, 2015. 657 с.

53. Лизунова С. Д., Лоханина А. К. Силовые трансформаторы : справ. книга. М. : Энергоиздат, 2004. 616 с.

54. Макарова Н. Л. Разработка метода и технических средств диагностики изоляции силовых трансформаторов сельских электрических сетей : дис. ... канд. техн. наук. Йошкар-Ола, 2012. 227 с.

55. Масленников Г. К., Западнов В. А., Суднова В. В. Качество электрической энергии в городских сетях // Промышленная энергетика. 2000. № 8. С. 42-44.

56. Методика определения потребности в средствах электроснабжения для социального развития села. М. : ФГНУ НПЦ «Гипронисельхоз», 2003. 55 с.

57. Методика энергетического мониторинга сельскохозяйственных объектов, выявление резерва и потенциала экономии топливно-энергетических ресурсов. М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2001.

58. Методические рекомендации по техническому обслуживанию и ремонту оборудования и линейных сооружений коммунальных распределительных электрических сетей. М. : Энергоатомиздат, 1996. Вып. 1. 47 с.

59. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения / Министерство энергетики РФ. М. : ЗАО «Энергосервис», 2003.

60. Микропроцессорное устройство защиты «Сириус-Т». Руководство по эксплуатации. М. : ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2010.

61. Наумов И. В., Ланин А. В., Николаенко Е. В. Оценка числа отказов в сельских распределительных электрических сетях напряжением 10 кВ // Вестник ИрГСХА. 2014. № 64. С. 86-92.

62. Область допустимых несимметричных нормальных режимов в системах электроснабжения / С. И. Гамазин, Т. В. Анчарова, М. В. Былкин, С. А. Цы-рук // Промышленная энергетика. 2000. № 5. С. 14-17.

63. Овчаренко Н.И. Микропроцессорные комплексы релейной защиты и автоматики распределительных электрических сетей, М.: НТФ "Энергопресс", "Энергетик", 1999. 264 с.

64. О повреждении силовых трансформаторов напряжением 110-500 кВ в эксплуатации / Б. В. Ванин [и др.] // Электрические станции. 2001. № 9. С. 53-58.

65. Оценка режимов напряжения городской электрической сети / В. В. Суднова, В. В. Мельников, В. В. Смирнов, Е. В. Чикина // Промышленная энергетика. 2002. № 1. С. 33-36.

66. Пат. 162784 Российская Федерация, МПК Н02Н7/04. Устройство мониторинга силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ / С. К. Шерьязов, А. В. Пятков, С. К. Митрофанов ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ. № 2015123248/07 ; заявл.16.06.2015 ; опубл. 27.06.2016., Бюл. № 18.

67. Пат. 2137277 Российская Федерация, МПК МПК Н02Н3/347, Н02Н3/34. Устройство для дифференциального фильтра токов обратной последовательности (12) трехфазной электрической установки / С. М. Шинкаренко, А. С. Шинкаренко ; заявитель ОАО «Мосэнерго», патентообладатель С. М. Шинкаренко, А. С. Шинкаренко. № 98100597/09 ; заявл. 08.01.1998 ; опубл. 10.09.1999.

68. Пат. 2242830 Российская Федерация, МПК Н02Н7/04, Н02Н6/00. Устройство для мониторинга силовых трансформаторов / А. Н. Рассальский ; заявитель и патентообладатель А. Н. Рассальский. № 2003120735/28 ; заявл. 10.07.2003 ; опубл. 20.12.2004., Бюл. № 35.

69. Петров Г. Н. Трансформаторы. Т. 1. : Основы теории. М : ОНТИ НКТП, 1934. 445 с.

70. Петрова М. В., Щербаков Е. Ф., Петров В. М. К вопросу о совместном электроснабжении коммунальной и промышленной нагрузки // Промышленная энергетика. 2000. № 4. С. 56-58.

71. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. М., 2004.

72. Преобразователь измерительный многофункциональный ЭНИП-2. Руководство по эксплуатации. Архангельск, 2016. 158 с.

73. Приборы для измерения электрических величин и показателей качества электрической энергии «Энергомонитор-3.3». Т. 1. : Руководство пользователя. 2012. 120 с.

74. Прищеп Л. Г. Пособие для сельского электрика : учебник. 3-е изд., испр. и доп. М. : Колос, 1969. 584 с., ил.

75. Проблемы установления размера ответственности за ухудшение качества электрической энергии и пути их решения / В. С. Соколов [и др.] // Промышленная энергетика. 2000. № 8. С. 52-55.

76. Прогнозирование уровня надёжности сельских распределительных сетей напряжением 10 кВ / И. В. Наумов, Я. М. Иванько, А. В. Ланин, А. В. Мищенко // Ползуновский вестник. 2014. № 4-1. С. 151-156.

77. Прузнер С. Л., Златопольский А. Н., Некрасов А. М. Экономика энергетики СССР : учебник для энерг. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 1984. 424 с., ил.

78. Пул Ч. Справочное руководство по физике. Фундаментальные концепции, основные уравнения и формулы / пер. с англ. М. : Мир, 2001. 461 с.

79. Пястолов А. А., Райхлин И. М. Ремонт трансформаторов 1-го и 2-го габаритов. М. : Энергия, 1977. 120 с.

80. Пятков А. В. Устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора с переключением без возбуждения // Материалы меж-дунар. науч.-техн. конф. «Энергетика - агропромышленному комплексу России». Челябинск : ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ, 2017. С. 156-160.

81. Раскулов Т. М. Методика расчета погрешности трансформаторов тока при несинусоидальном токе нагрузки // Известия вузов. Сер. : Энергетика. 1983. № 1. С. 15-19.

82. Расчет экономической эффективности новой техники : справочник / под ред. К. М. Великанова. Л. : Машиностроение, 1993. 430 с.

83. РД 153-34.0-35.648-01. Рекомендации по модернизации, реконструкции и замене длительно эксплуатирующихся устройств релейной защиты и электроавтоматики энергосистем. 2001.

84. РД 153-34.3-35.613-00. Правила технического обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей 0,4-35 кВ. М. : ОРГРЭС. 2000.

85. РД 34.11.333-97. Типовая методика выполнения измерений. Утверждена РАО «ЕЭС России», вице-президент О. А. Никитин. 15.05.97.

86. РД 34.20.561-92. Типовая инструкция по предотвращению и ликвидации аварий в электрической части энергосистем. М. : СПО ОРГРЭС. 51 с.

87. Рекомендации по выбору уставок устройства защиты двухобмоточного трансформатора «Сириус-Т». М. : ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2010.

88. Рекомендации по экономической оценке ущербов, наносимых сельскохозяйственному производству отказами электрооборудования. М. : ВИЭСХ, 1987. 67 с.

89. Руководство пользователя. Программный комплекс ARIS SCADA. Екатеринбург, 2014. 191 с.

90. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13 Б. : Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Расчеты. М. : Энергоатомиздат, 1985.

91. Рыбаков Л. М. Методы и средства обеспечения работоспособности электрических распределительных сетей 10 кВ. М. : Энергоатомиздат, 2004. 421 с.

92. Рыбаков Л. М., Сошников А. Е., Соловьев Д. Г. Анализ причин аварийных отключений в распределительных сетях 10-35 кВ // Электрика. 2001. № 3. С. 16-20.

93. Рыбаков Л. М., Столяров С. В., Наумов Е. Н. Техническое состояние сетей 10 кВ // Электрика. 2002. № 2. С. 19-21.

94. Рыбаков Л. М., Шумелева Е. С., Соловьев Д. Г. Анализ повреждений распределительных сетей 10 кВ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. № 1. С. 25-27.

95. Савицкая Г. В. Экономический анализ : учебник. 8-е изд., перераб. М. : Новое знание, 2003. 640 с. (Экономическое образование.)

96. Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования / под ред. Ф. Л. Когана. М. : АО «Фирма ОРГРЭС», 1998. 493 с.

97. Семенов Б. Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М. : СОЛОН-Р, 2001. 327 с.

98. Сидоренков В. А. Повышение точности учета электрической энергии в системе электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с нелинейной нагрузкой : дис. ... канд. техн. наук. Челябинск, 2013. 157 с.

99. СО 153-34.20.501-2003. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М. : Энергоатомиздат, 2004. 264 с.

100. СО 34.35.654. Методические указания по наладке и проверке дифференциальной защиты ДЗТ-21, ДЗТ-23. М. : СПО Союзтехэнерго, 1981. 44 с.

101. Теоретические основы электротехники / А. Н. Горбунов, И. Д. Кабанов, А. В. Кравцов, И. Я. Редько. М., 1998. 491 с., ил.

102. Тигунцев С. Г., Луцкий И. И. Определение и учет вклада потребителя в качество электрической энергии // Промышленная энергетика. 2003. № 7. С. 40-45.

103. Тихомиров Е. Ф. Финансовый менеджмент: управление финансами предприятия : учебник для студ. вузов. 2-е изд., испр. М. : Изд. центр «Академия», 2008. 384 с.

104. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. М. : Энергоатомиздат, 1986.

528 с.

105. Трансформаторы тока / В. В. Афанасьев [и др.]. 2-е изд., перераб. и доп. Л. : Энергоатомиздат, Ленинград. отд-е, 1989. 416 с., ил.

106. Удрис А. П. Панель релейной защиты ЭПЗ-1636 для ВЛ-110-220 кВ. М. : НТФ «Энергопрогресс, 2000. 100 с.

107. Устройство сбора данных ЭНКМ-3. Руководство по эксплуатации. Архангельск, 2016. 37 с.

108. Устройство сбора данных ЭНКС-3м. Руководство по эксплуатации. Архангельск, 2016. 59 с.

109. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем : учебник для вузов. М. : Энергия, 1976. 559 с.

110. Хохлов Ю. И. Проблемы энергосбережения в системах электроснабжения на основе энергетической электроники // Наука и технологии : тр. XXIII Российской школы по проблемам науки и технологий. М. : РАН, 2003. С. 555-570.

111. Хохлов Ю. И. Энергосберегающая энергетическая электроника в системах электроснабжения. Ч. 1. : Устройства с нулевой кратностью преобразования частоты : учеб. пособие. Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2006. 250 с.

112. Хренников А. Ю. Основные причины повреждений обмоток силовых трансформаторов при коротких замыканиях // Электричество. 2006. № 7. С. 17-24.

113. Цигельман И. Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий : учебник для техникумов. 2-е изд., испр. и доп. М. : Высш. шк., 1982. 368 с., ил.

114. Чернобровов Н. В. Релейная защита. 4-е изд. М. : Энергия, 1974. 680 с.

115. Чечушков Г. А., Гаген А. Ф. Витковые замыкания в трансформаторах и их схемы замещения. Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. Челябинск : ЧПИ, 1974. С. 36-42.

116. Чечушков Г. А., Гаген А. Ф. Расчет токов при витковых замыканиях в трансформаторах // Известия вузов. Сер. : Электромеханика. 1974. № 2. С. 154-157.

117. Шабад М. А. Защита трансформаторов распределительных сетей. Л. : Энергоатомиздат, 1981. 278 с.

118. Шабад М. А. Защита трансформаторов 10 кВ. М. : Энергоатомиздат, 1989. 143 с.

119. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Л. : Энергоатомиздат, 1985. 296 с.

120. Шерьязов С. К., Попова В. В., Пятков А. В. Определение напряжения, приложенного к изоляции трансформатора при нелинейной нагрузке // Материалы VI междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы энергетики АПК». Саратов, 2015. С. 322-325.

121. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Анализ видов и причин повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях // Материалы LШ междунар. науч.-техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». Челябинск : ЧГАА, 2014. С. 320-325.

122. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Анализ факторов, влияющих на витковые замыкания в трансформаторах напряжением 6-10/0,4 кВ // Вестник КрасГАУ. 2014. № 7. С. 172-174.

123. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Векторные диаграммы токов при витко-вых замыканиях в обмотках силовых трансформаторов // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горяч-кина». М., 2017. С. 60-65.

124. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Влияние нелинейной нагрузки на работу релейной защиты силовых трансформаторов // Материалы IX междунар. науч.-практ. конф. «Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени». Екатеринбург, 2015. С. 167-169.

125. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Влияние нелинейной нагрузки на работу трансформаторов 6-10/0,4 кВ, эксплуатируемых в сельских сетях // Материалы LIV междунар. науч.-техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». Челябинск : ЧГАА, 2015. С. 307-312.

126. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Выявление витковых замыканий в обмотках трансформаторов 10/0,4 кВ, эксплуатируемых в сельских сетях // Материалы VIII междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых «Инновационные тенденции развития российской науки». Красноярск : КрасГАУ, 2015. С. 142-145.

127. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Контроль за режимами работы трансформаторов 6-10/0,4 кВ // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Информационные технологии в энергетическом комплексе». Екатеринбург, 2016. С. 49-52.

128. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Результаты экспериментальных исследований витковых замыканий в обмотках трансформатора // Материалы междунар. науч. -техн. конф. «Энергетика - агропромышленному комплексу России». Челябинск : ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ, 2017. С. 241-245.

129. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Токи небаланса при межвитковом замыкании в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. Казань, 2017. С. 145-150.

130. Шерьязов С. К., Пятков А. В. Устройство мониторинга силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ // Материалы LIV междунар. науч.-техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». Челябинск : ЧГАА, 2016. С. 240-244.

131. Шнайдер Г. Я. Электрическая изоляция трансформаторов высокого напряжения. М. : Знак, 2009. 160 с.

132. Шнеерсон Э. М. Цифровая релейная защита. М. : Энергоатомиздат, 2007. 549 с.

133. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров состояния. М. : Мир, 1975. С. 55-58.

134. Электрические измерения : учеб. пособ. для вузов / В. Н. Малиновский [и др.] ; под ред. д-ра техн. наук В. Н. Малиновского. М. : Энергоатомиздат, 1985. 416 с., ил.

135. Яшков В. А., Конарбаева А. А., Кабдешева Г. К. Экономическая оценка последствий снижения качества электроэнергии // Промышленная энергетика. 2005. № 2. С. 44-45.

136. Identifying Inrush Currents from Internal Faults using Symmetrical Components in Power Transformers / H. Abniki [et al.] // Proceedings of the International Symposium: Modern Electric Power Systems (MEPS). 2010. 20-22 Sept. l-6 pp.

137. EEE Guide for Protecting Power Transformers (IEEE Std C37.91-2008). New York, USA, 2008. 414 p.

138. Comments on the Derating of Distribution Transformers Serving Nonlinear Loads / J. C. Balda [et al.] // Proc. of the Second Int'l Conf. on Power Quality: End-Use Applications and Perspectives. Atlanta, Georgia, 1992. Sept. 28-30. Р. 23.

139. Conference Record of the 1998 IEEE: International Symposium on Electrical Insulation. Massachusetts, 1988. June 5-8. P. 13-14.

140. Guzman A., Zocholl S., Altuve H.. Performance analysis of traditional and improved transformer differential protective relays. USA, SEL Paper, 2000. 162-171 pp.

141. Mengung С., Cuerin P., Fallou B. Partial discharges energy measurement on insulation systems and equipments // Conf. IEEE Inter. Simp, on Electr. Insul. 1988. Vol. 2. P. 1226-1229.

142. Okamoto T. Novel PD computer-aided measurements system // IEEE Trans, on Electr. Insul. 1996. Vol. EI-21. P. 1015-1019.

143. Patrick Heavey, Clint Whitney. RMS Measuring Principles in the Application of Protective Relaying and Metering. Presented before the 30 th Annual Western Protective Relay Conference. Spokane, WA USA. 2003.

144. Rahman M. A., Jayasuryan B. A state-of-the-art review of transformer protection algorithms, IEEE transactions on power delivery. 1988. Vol. 3. 534-544 pp.

145. Schweitzer E. O., Larson R. R., Flechsig A. J., An efficient inrush detection algorithm for digital computer relay protection of transformers, IEEE PES Summer Meeting, Mexico City, No. 77 510-1, July 2004. 1346-1352 pp.

146. Stanley E. Zocholl, Armando Guzman, Daqing Hou, Transformer Modeling as Applied to Differential Protection, Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. 1996. Vol. 1. 108-114 pp.

Приложения

Приложение 1

А

Иургонэнерго

Акционерное общество «Курганэнерго» Филиал «Шадринские электрические сети»

641870, ул. Щеткина, 4, г. Шадринск. Курганская область

ИНН/КПП 4S01101712/4SM4 J001; ОГРН 10МУЮ005715, Р/сч«г 40702810802080000077 е Курганском «или&пс АО КБ .АГРОПРОМКРЕДИТ», г. Кург»м; БИК. 043735879; К/сч«т. 3010:310800003000879

Тслсфом/факс: (3S2S3) S-3J-26/9-62-94 e-mail: shes#shes.Kurganenergo.ru

№ JC-7/¿9Я

« ¿9 » г*'к 20&Г.

СПРАВКА

Настоящим Iюдтверждаетея использование результатов научно-исследовательской работы, Пяткова Л.В. представленной в виде рекомендаций по мониторингу витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

Вигковые замыкания в обмотках силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ являются основным видом повреждений трансформаторов, эксплу атируемых в распределительных сетях. В настоящее время актуальным является вопрос о выявлении данного вида повреждения на начальной стадии развития дефекта и предотвращения датьнейшего развития аварии трансформатора.

В рекомендациях предложены технические решения позволяющие, производить мониторинг режимов работы трансформаторов, выявлять витковые замыкания на начальной стадии повреждения, а также оповещать обслуживающий персонал о возникновении данного дефекта и других ненормальных режимов работы силового трансформатора. 11риведена методика выбора уставок срабатывания дифференциальных устройств чувствительных к витковым замыканиям.

Применение данных рекомендаций в практической деятельности позволит: -повысить надежность электроснабжения потребителей, не имеющих резервного источника питания, за счет постоянного мониторинга параметров работы, своевременного выявления основных причин приводящих к отказам трансформаторов;

- за счет своевременного выявления витковых замыканий в трансформаторах 6-10/0.4 кВ на ранней стадии развития дефекта, уменьшить трудозатраты при ликвидации аварии и последующем ремонте, а также снизить затраты на материал при ремонте обмоток:

-уменьшить недоотпуск электроэнсри№"иотретеч^1ю, возникающий в результате аварии и ненормальных режимов работы гране

. Первухин

Директор ШЭС U

Продолжение 2

^РОССЕТИ

Открытое акционерное общество «Межрегиональная

распределительная сетевая компания Урала»

Филиал «Челябэнерго»

454000, г. Челябинск, пл. Революции, д. 5,

тел.: [phone], факс; [phone],

Е-таН: [e-mail]

24.04.2017 г.

№ 158

На.

от,

Справка

о внедрении результатов диссертационного исследования Пяткова Андрея Владимировича

Результаты диссертационного исследования, Пяткова А. В. представленные в виде рекомендаций по мониторингу витковых замыканий в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ используется в практической деятельности ОАО МРСК-Урала филиала «Челябэнерго»:

1) схема мониторинга трансформаторов 6-10/0,4 кВ;

2) методика определения конструктивных и режимных параметров силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ в условиях межвиткового замыкания;

3) методика определения порога срабатывания дифференциального реле обратной последовательности, с действием на сигнал;

4) рекомендации по применению устройств мониторинга силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ.

Использование результатов диссертационной работы позволит:

- сократить время перерыва в электроснабжении потребителей, вызванное отказом трансформаторов 6-10/0,4 кВ;

- повысить надежность электроснабжения потребителей, не имеющих резервного источника питания;

- снизить затраты на ликвидацию повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ, и на материалы при ремонте обмоток.

Главный ин

В.А. Болотин