РОЗРАХУНОК ДІЙ ГЕОМАГНІТНИХ ІНДУКОВАНИХ СТРУМІВ НА ПОТУЖНИЙ СИЛОВИЙ ТРАНСФОРМАТОР
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2019-4-1Ключові слова:
трансформатори, геомагнітні індуковані струми, втрати, нагрів, розрахункиАнотація
Метою роботи є визначення стійкості потужного силового трансформатора до дій геомагнітних індукованих струмів та конструктивних заходів для її підвищення, при необхідності.
Методи дослідження. Застосовано аналітичний розрахунок струму намагнічування, який під дією геомагнітних індукованих струмів збуджується додатково до номінального струму в обмотці вищої напруги. Використано аналітичні та чисельні методи розрахунку магнітного поля, втрат, розрахунково-емпіричні методи визначення нагрівів.
Отримані результати. Для пятистрижневого трансформатора потужністю 630 МВА при дії геомагнітних індукованих струмів визначені підвищені втрати і нагріви елементів конструкції на стрижнях магнітної системи, бака, підвищений рівень звуку.
Наукова новизна. Для випадку ортогональності векторів номінальних струмів обмоток і векторів гармонічних складових пікоподібного незбалансованого струму намагнічування джоулеві втрати представлені сумою втрат від зазначених струмів з використанням коефіцієнтів підвищення втрат омічних, в немагнітних і феромагнітних частинах конструкції, які залежать від гармонійного спектру струму намагнічування.
Практична цінність. Підтверджено стійкість досліджуваного трансформатора до заданого рівня геомагнітних індукованих струмів, рекомендовані конструктивні заходи для її підвищення. Апробовані методи можуть бути використані при розрахунковому проектуванні, при дослідженні реальних випадків експлуатації обладнання.
Посилання
[1] IEC 60076-7. (2018). Power transformers - Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers, 89.
[2] Bolduc, L., Aubin, J.. (1977/1978). Effect of direct currents in power transformers. Part I. A general theoretical approach. Electric Power Systems Research, 1, 291-298.
[3] Bolduc, L., Aubin, J.. (1977/1978) Effect of direct currents in power transformers. Part II. Simplified calculations for large transformers. Electric Power Systems Research, 1, 299-304.
[4] Chistiakov, H.N., Sihaev, S.N. (2011). Eksperimentalnoe issledovanie toka v neitrali transformatora v period heomahnitnykh bur. [Experimental study of the current in the neutral of the transformer during the period of geomagnetic storms]. News Tomsk Polytechnic University. Tomsk: State University, 318, 4, 122-127, (in Russian). Available: https://core.ac.uk/download/pdf/ 53067812.pdf.
[5] Effects of Geomagnetic Disturbances on the Bulk Power System. (2012). GMDTF Interim report: Norton American Electric Reliability Corporation, 137. Available: https://www.eenews.net/assets/2012/02/ 29/document_pm_01.pdf.
[6] Gigris, R., Vedante, K., Gramm, K. (2012). Effects of Geomagnetically Induced on Power Transformers and Power Systems. CIGRE, Report A2-304, 8.
[7] Hershenhorn, A.I. (1993). Vozdeistviia heomah-nitnykh tokov na elektrooborudovanie enerhosistem. [The effects of geomagnetic currents on electrical equipment of electrical energy systems]. Electric stations, 6, 54-63, (in Russian).
[8] Hurlet, P., Bertherau, F. (2007). Impact of geomagnetic induced currents on power transformer design. IEEE Conference MATPOST’07 - LYON, JST Transformateurs, France, 4.
[9] Klement, F., Leber, G. (2013). Designing for GIC withstand. Siemens: The Winning Transformers Indaba, 5-6 March, 1-21.
[10] Marketos, P., Moses, A.J., Hall, J.P. (2010). Effect of DC voltage on AC magnetization of transformer core steel. Journal of Electrical Engineering. 61, 7/s,. 123-125. Available: http://iris.elf.stuba.sk/JEEEC/ data/pdf/7s_110-34.pdf.
[11] Mousavi, S. A. (2012). Electromagnetic Modelling of Power Transformers with DC Magnetization. Sweden, Stockholm: Royal Institute of Technology (KTH), 86. ISBN 978-91-7501-537-8.
[12] Ngnegueu, T., Marketos, F., Devaux, F., Xu, T., Bardsley, R., Barker, S., Baldauf, J., Oliveira J. (2012). Behavior of transformers under DC/GIC excitation: Phenomenon, Impact on design/design evaluation process and Modelling aspects in support of Design. CIGRE, Report A2-303, 10.
[13] Passath, H., Leber, G., Hamberger, P., Bachinger , F. (2014). Direct current compensation – field experience under service conditions. Journal of Energy, vol. 63, Special Issue, 3-12. Available: http://www.hro-cigre.hr/downloads/casopis energija/ Journal of Energy_2014.pdf.
[14] Price, P. R. (2002). Geomagnetically induced current effects on transformers. IEEE Transaction on Power Delivery, 17, 4, 1002-1008. DOI: 10.1109/TPWRD. 2002.803710.
[15] Vakhnina, V.V., et al. (2018). Mekhanizmy voz-deystviya kvazipostoyannykh tokov na elektri-cheskiye seti: monografiya. [Mechanisms of the impact of quasi-constant currents on electrical networks: a monograph] M.: Infra-Inzheneriya, 256, (in Russian). Available: https://books.google.com.ua/ books?isbn=5041293384.
[16] Zirka, S.E., Moroz, Y.I., Arturi, C.M., Bonnman, D. (2017). Topological transient models of three-phase five-core transformer. Electrical Engineering And Power Engineering, 2, 18-25. DOI 10.15588/1607-6761-2017-2-2.
[17] Leites, L.V. (1991). Elektromahnitnye raschety trans-formatorov i reaktorov. [Electromagnetic calculations of transformers and reactors]. Moskow: Enerhiia, 392, (in Russian).
[18] Biki, M.A. (2013). Proektirovanie silovykh trans-formatorov. Raschety osnovnykh parametrov. [Design of power transformers. Calculations of the main parameters]. Moskow: Znak, 612, (in Russian). ISBN 978-5-87789-070-1.
[19] Ivankov V.F., Basova A.V., Shulga N.V. (2014). Elektroteplovyye raschetnyye modeli elementov konstruktsii silovykh transformatorov. [Electric-heating calculation models of structural elements of transformer equipment]. Electrical Engineering And Power Engineering, 2, 41-53, (in Russian). Available: http://nbuv.gov.ua/UJRN/etee_2014_2_8.
[20] Іvankov, V.F., Basova, A.V., Khimiuk, І.V. (2017). Metody modeliuvannia transformatoriv ta reaktoriv. [Methods of modeling of transformers and reactors]. Kyiv.: Nash format, 490, (in Ukrainian). ISBN 978-966-02-8297-1. Available: http://www.ied.org.ua/ files/monograf2_2017.pdf.
[21] IEEE Std C57.163-2015. IEEE Guide for Establishing Power Transformer Capability while under Geomagnetic Disturbances. 38.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 V. F. Ivankov, A. V. Basova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
