Математическая модель электромагнитных процессов при включении силового трансформатора системы электроснабжения АПК на холостом ходу
- Авторы: Серебряков А.С.1, Дулепов Д.Е.1, Осокин В.Л.1
-
Учреждения:
- Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
- Выпуск: № 1(75) (2024)
- Страницы: 127-140
- Раздел: Агроинженерия и пищевые технологии
- URL: https://journal-vniispk.ru/2078-1318/article/view/304745
- DOI: https://doi.org/10.24412/2078-1318-2024-1-127-140
- ID: 304745
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В настоящее время основная часть сельскохозяйственных потребителей электроэнергии получает питание от объединенных энергосистем по сетям, которые предназначены также для питания электроэнергией промышленных предприятий, городов и электрифицированного транспорта железных дорог. Важным элементом сельских электрических сетей являются силовые трансформаторы разных классов напряжения. Многие трансформаторные подстанции в сельских электрических сетях работают в сложных условиях и ненормальных режимах: перегрузки, работа в недогруженном или неполнофазном режиме и другие аварийные и около аварийные режимы. Для обеспечения надёжной работы трансформаторов при проектировании релейной защиты от токов перегрузки, внутренних и внешних коротких замыканий и других повреждений силовых трансформаторов и питающих линий необходимо учитывать броски тока при включении трансформатора на холостом ходу. Броски тока при включении вызваны нелинейностью кривой намагничивания ферромагнитного сердечника трансформатора, связывающего его первичную и вторичную цепи. Математическая модель электромагнитных процессов в трансформаторе при его включении на холостом ходу включает в себя дифференциальные уравнения равновесия первичной электрической цепи. Переходные процессы в электрической цепи с нелинейным ферромагнитным сердечником рассмотрены на примере подключения двухобмоточного трансформатора в режиме холостого хода к синусоидальному питающему напряжению. Рассмотрен переходный режим подключения трансформатора без учёта потерь в стали и с учётом этих потерь. Программа расчёта переходного процесса при включении трансформатора на холостом ходу без учёта потерь и с учётом потерь в стали составлена с использованием дифференциальных уравнений в матричной форме и в форме Коши. Приведённая в статье методика позволяет провести точный анализ переходного процесса при включении трансформатора на холостом ходу, учесть возникающие броски тока намагничивания, их продолжительность и на основании этих данных разработать технические мероприятия для снижения негативных последствий от указанных явлений.
Об авторах
А. С. Серебряков
Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: a.sereb@mail.ru
доктор технических наук, профессор г. Княгинино, Нижегородская область, Россия
Д. Е. Дулепов
Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
Email: dulepov.86@mail.ru
кандидат технических наук, доцент г. Княгинино, Нижегородская область, Россия
В. Л. Осокин
Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
Email: osokinvl@mail.ru
кандидат технических наук, доцент г. Княгинино, Нижегородская область, Россия
Список литературы
- Халина, Т.М. Анализ возникновения бросков магнитного потока и намагничивающего тока при включении трансформатора на холостом ходу / Т. М. Халина, В. А. Овсепян, Е. Р. Богоутдинов // Энергетические системы. – 2022. – № 4. – С. 46–53. – doi: 10.34031/ES.2022.4.005. – EDN PUJPZL.
- Моделирование режима холостого хода трансформатора с учетом эффектов гистерезиса и вихревых токов / Д. С. Ярымбаш, С. Т. Ярымбаш, М. И. Коцур, Т. Е. Дивчук // Проблемы региональной энергетики. – 2019. – № 1(39). – С. 12–21. – doi: 10.5281/zenodo.2650413. – EDN FCAXLN.
- Лурье, А.И. Процесс включения трансформаторов на холостой ход и короткое замыкание / А. И. Лурье // Электротехника. – 2008. – № 2. – С. 2–18. – EDN LAFKRL.
- Islam, M.M., Musil, M., Shohan, M.A. (2023) A review of modelling techniques of power transformers for digital real-time simulation. J. Eng., pp. 1–16. https://doi.org/10.1049/tje2.12221.
- Łukaniszyn, M., Baron, B., Kolańska-Płuska, J., Majka, Ł. (2023) ‘Inrush Current Reduction Strategy for a Three-Phase Dy Transformer Based on Pre-Magnetization of the Columns and Controlled Switching’, Energies, vol. 16, p. 5238, https://doi.org/10.3390/en16135238.
- Серебряков, А.С. Уравнения состояния и математическая модель электромагнитных процессов в трансформаторе / А. С. Серебряков, В. Л. Осокин // Интеллектуальная электротехника. – 2019. – № 1. – С. 55–68. – doi: 10.46960/2658-6754_2019_1_55. – EDN ZAYVZZ.
- Вихарев, Д.Ю. Аналитический расчет индуктивностей рассеяния на основе применения векторного потенциала магнитного поля / Д. Ю. Вихарев, И. С. Снитько, А. И. Тихонов
- // Моделирование систем и процессов. – 2021. – Т. 14, № 1. – С. 4–10. – doi: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-4-10. – EDN POECVY.
- Метод автоматического формирования систем линейных дифференциальных уравнений / А. Р. Баланцев, Н. Б. Баланцева, Н. А. Андреева, В. А. Киосова // Тенденции развития науки и образования. – 2022. – № 86 – С. 143–147. – doi: 10.18411/trnio-06- 2022-388. – EDN COIPXD.
- Чернявская, С.А. Численное решение дифференциальных уравнений методом Рунге- Кутта с использованием среды MathCad / С. А. Чернявская, К. Б. Матузаев // Перспективы науки. – 2022. – № 12(159). – С. 227–230. – EDN DGPDKL.
- Моделирование электромагнитных процессов при работе силовых трансформаторов под нагрузкой и в режиме холостого хода / Д. С. Ярымбаш, М. И. Коцур, С. Т. Ярымбаш, И. М. Килимник // Проблемы региональной энергетики. – 2020. –
- № 1(45). – С. 1–13. – doi: 10.5281/zenodo.3713396. – EDN GWYNHT.
- Фокеев, А.Е. Анализ режимов работы масляных силовых трансформаторов напряжением 10(6)/0,4 кВ / А. Е. Фокеев, И. Н. Тумаков // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. – 2021. – Т. 24, № 4. – С. 80–91. – doi: 10.22213/2413-1172-2021-4-80-91. – EDN ECMIWZ.
Дополнительные файлы
