Безменнікова Людмила Миколаївна. Діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій

Краткое описание

Безменнікова Людмила Миколаївна. Діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій. : Дис... канд. наук: 05.09.03 2008

Безменнікова Л. М. Діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій.
- Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.03 електротехнічні комплекси та системи. Таврійський державний агротехнологічний університет, Мелітополь, 2007.
Містить результати теоретичних та експериментальних досліджень процесів нагріву силового трансформатора порівняно з номінальним режимом роботи при симетричному, несиметричному перевантаженні і дії надструмів. Розроблена методика визначення параметрів теплової схеми заміщення силового трансформатора з використанням дослідів холостого ходу і короткого замикання. Запропонована методика функціонального діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій за температурою масла та за кратностями сил струмів у фазах. За результатами досліджень розроблена мікропроцесорна система функціонального діагностування силового трансформатора сільських споживчих підстанцій. Здійснено впровадження пристрою діагностування у виробництво. Наведені дані щодо економічної ефективності розробленого пристрою при його експлуатації.

В дисертаційній роботі наведені результати теоретичних та експериментальних досліджень для вирішення науково-технічного завдання, що полягає в обґрунтуванні методу та розробці технічного засобу функціонального діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій з метою підвищення їх експлуатаційних показників. На базі отриманих результатів дослідження зроблені наступні висновки:

Теоретично обґрунтовано необхідність розгляду теплових процесів в силовому трансформаторі як в гетерогенній системі, що складається з трьох тіл при симетричному перевантаженні та п’яти тіл при несиметричному перевантаженні.
Запропонована методика визначення еквівалентних теплових провідностей між тілами теплової схеми заміщення та навколишнім середовищем на базі експериментальних даних, що отримані в дослідах холостого ходу та короткого замикання. Для досліджуваного трансформатору теплові провідності дорівнюють: між обмоткою та маслом 130Вт/оС, між обмоткою та магнітопроводом 40,1Вт/оС, між магнітопроводом та маслом 52Вт/оС, між маслом та навколишнім середовищем 100Вт/оС.

3.Отримані рівняння нагріву кожного тіла при симетричному перевантаженні, що складаються з трьох парціальних усталених перевищень температури тіла над температурою навколишнього середовища та трьох парціальних постійних часу нагріву. Для досліджуваного трансформатору парціальні постійні часу нагріву в номінальному режимі роботи дорівнюють: перша 10525с, друга 1666с, третя 246с. Показано, що з достатнім ступенем точності рівняння нагріву тіл можуть бути записані як рівняння різниці загального усталеного перевищення температури тіла над температурою навколишнього середовища та першою парціальною експонентою.
4.Отримані рівняння нагріву кожного тіла при несиметричному перевантаженні, що складаються з п’яти парціальних усталених перевищень температури тіла над температурою навколишнього середовища та п’яти парціальних постійних часу нагріву. Для досліджуваного трансформатору парціальні постійні часу нагріву в номінальному режимі роботи дорівнюють: перша - 10525с, друга 1666с, третя і четверта -246с, п’ята 246с. Показано, що з достатнім ступенем точності рівняння нагріву тіл можуть бути записані як рівняння різниці загального усталеного перевищення температури тіла над температурою навколишнього середовища та першою парціальною експонентою.
5.Для опису теплових процесів при дії надструмів одержано рівняння нагріву обмотки як адіабатичного процесу. У цьому рівнянні використані наступні показники: імпульс квадрату надструму, конструкційний коефіцієнт, критерій нагріву. Для досліджуваного трансформатора конструкційний коефіцієнт дорівнює1/при імпульсі квадрату надструму, який дорівнює 2352, критерій нагріву дорівнює 0,007.
6.Показано, якщо за параметр діагностування експлуатаційних режимів роботи силового трансформатора прийняти температуру масла, то додаткове теплове зношення ізоляції на одне перевантаження неприпустимо перевищує значення, що рекомендовані «Правилами експлуатації силових трансформаторів». Для досліджуваного трансформатора при перевантаженні на 20 % додатковий знос ізоляції вище за допустимі значення в 3,7 рази, при перевантаженні на 75 % - в 1,45 рази.
7.Показано, якщо за параметр діагностування експлуатаційних режимів роботи силового трансформатора прийняти сили струмів по фазах, то при допустимих і аварійних перевантаженнях додатковий тепловий знос ізоляції на одне перевантаження в 4 5 разів відрізняється при різних температурах навколишнього середовища.
8.Запропонована методика функціонального діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій за температурою масла та за кратностями сил струмів у фазах. Експериментальна перевірка показала, що запропонована модель функціонального діагностування з достатнім ступенем точності описує фактичні процеси нагріву обмоток силового трансформатора. Для досліджуваного трансформатора значення температури найбільш нагрітої точки обмотки, що одержані експериментально, відрізняються від значення температури, що одержані з моделі не більше, ніж на 5 %.
9.Розроблено пристрій функціонального діагностування експлуатаційних режимів роботи силового трансформатора. Ймовірність безвідмовної роботи пристрою складає 0,986; середній час безвідмовної роботи 80450,5 годин. Пристрій впроваджений в Приморському РЕМ Запорізької області і в Тячівському РЕМ Закарпатської області. Річний економічний ефект на одну трансформаторну підстанцію складає 2300грн.