Browsing by Author "Сахно, Олександр Анатолійович"

Now showing 1 - 2 of 2

Режими роботи та захист трансформаторів струму за обривів вторинних кіл
(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Ференсович, Роман Ярославович; Журахівський, Анатолій Валентинович; Національний університет «Львівська політехніка»; Лежнюк, Петро Дем’янович; Сахно, Олександр Анатолійович
Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної задачі аналізу режимів роботи трансформаторів струму за аварійного розмикання їх вторинних кіл і розробки системи захисту трансформаторів струму та їх вторинних кіл від перенапруг, що виникають за таких режимів. У дисертації запропоновано метод оцінки максимальних амплітуд перенапруг на виводах вторинної обмотки трансформатора струму за розмикання його вторинного кола під час протікання у первинній обмотці синусоїдного струму, що дає змогу за допомогою простих аналітичних виразів провести попередній аналіз перенапруг на основі паспортних даних трансформаторів струму. Для аналізу усталених та перехідних режимів роботи трансформаторів струму за обриву їх вторинних кіл створено розрахункові схеми з врахуванням втрат активної потужності в магнітопроводах трансформаторів струму, що дало змогу змоделювати задані режими та розрахувати параметри перенапруг на вторинних виводах трансформаторів струму електричних мереж. Показано значний вплив цих втрат на рівень перенапруг порівняно з режимами без врахування втрат. У роботі вдосконалено математичну модель для дослідження перехідних процесів під час обриву вторинних кіл трансформаторів струму шляхом застосування керованого активного опору в модельованому контурі комутації, що дало змогу дослідити вплив швидкості зміни струму у вторинному колі трансформатора струму на величини перенапруг. Запропоновано систему захисту від перенапруг за обриву вторинних кіл трансформаторів струму, розглянуто основні вимоги до цієї системи та проведеними натурними експериментами і комп’ютерним моделюванням режимів роботи системи захисту підтверджено ефективність її роботи та обмеження вторинних перенапруг до допустимих значень. The thesis is devoted to solving of the scientific and technical problem, which is concerned with an analysis of operation modes of current transformers after the emergency disconnection of their secondary circuits and a designing of a protection system of current transformers and their secondary circuits against overvoltages in such modes. The method of estimation of the maximum amplitudes of overvoltages on the terminals of current transformer secondary winding after disconnection its secondary circuit, when sinusoid current flows in the primary winding, is proposed in the thesis. The method allows to carry out a preliminary analysis of overvoltages by using simple analytical equations and passport data of current transformers. The presence of dangerous (over 1000 V) overvoltages on the open terminals of the secondary windings of various types of current transformers is confirmed. The calculation schemes for analysis of the modes of current transformers after disconnection of their secondary circuits taking into account losses of active power in the magnetic cores of current transformers are developed. The significant impact of these losses on the level of overvoltages is shown in comparison with the modes without taking into account losses. The mathematical model for the investigation of transients after disconnection of secondary circuits of current transformers was improved by applying a controlled resistance in the simulated secondary circuit, which made it possible to investigate the impact of the velocity of current change in the secondary circuit of current transformer on the values of overvoltages. The protection system against overvoltages after disconnection of secondary circuits of current transformers is proposed, the basic requirements for this system are considered. The efficiency of protection system operation and a limitation of overvoltages to values no more than 1000 V is confirmed by using experiments and computer simulation of operation modes of protection system for example with the current transformer type TLM-10 (by using the fuse type PP-A/3 as a surge protector). Диссертация посвящена решению научно-технической задачи анализа режимов работы трансформаторов тока при аварийном размыкании их вторичных цепей и разработки системы защиты трансформаторов тока и их вторичных цепей от перенапряжений, что будет способствовать надежности функционирования электрических систем. Рассмотрены конструкции, технические характеристики трансформаторов тока с замкнутым магнитопроводом, особенности режимов работы этих трансформаторов в современных сетях 6 – 750 кВ промышленной частоты при разомкнутых цепях их вторичных обмоток. Рассмотрены публикации по результатам исследований режимов работы трансформаторов тока при обрыве вторичных цепей этих трансформаторов, а также описания устройств защиты от перенапряжений, возникающих при таких режимах. Количество этих публикаций оказалось незначительным, а проведенный анализ подтверждает целесообразность продолжения исследований этих режимов и разработки соответствующих защит для трансформаторов тока. Предложен метод оценки максимальных амплитуд перенапряжений на выводах вторичной обмотки трансформатора тока при обрыве его вторичной цепи, что позволяет осуществлять предварительный анализ перенапряжений на основе паспортных данных трансформаторов тока. Подтверждено наличие опасных (больше 1000 В) перенапряжений на разомкнутых выводах разных типов трансформаторов тока электрических сетей. Для анализа установившихся и переходных режимов работы трансформаторов тока при обрыве их вторичных цепей разработаны расчетные схемы с учетом потерь активной мощности в сердечниках трансформаторов тока, что позволило смоделировать заданные режимы и рассчитать параметры перенапряжений на вторичных выводах трансформаторов тока электрических сетей. Показано значительное влияние этих потерь на уровень перенапряжений по сравнению с режимами без учета потерь. В работе усовершенствована математическая модель для исследования переходных процессов при обрыве вторичных цепей трансформаторов тока путем применения управляемого активного сопротивления, введенного в моделируемый контур коммутации, что позволило исследовать влияние скорости изменения тока во вторичной цепи трансформатора тока на величины перенапряжений. Предложена система защиты от перенапряжений при обрыве вторичных цепей трансформаторов тока, рассмотрены основные требования к этой системе и проведены натурные эксперименты системы защиты на примере трансформатора тока типа ТЛМ-10 (с применением пробивного предохранителя типа ПП-А/3 в качестве ограничителя перенапряжений). Полученными результатами подтверждено эффективность работы предложенной системы защиты и ограничения перенапряжений до допустимых значений. Проведенными исследованиями показана целесообразность использования дополнительного быстрого шунтирования контактами электромеханического реле вторичной обмотки трансформаторов тока при обрыве их вторичных цепей. Установлена адекватность воспроизведения цифровыми комплексами режимов работы системы защиты и подготовлено техническое задание на изготовление промышленного экспериментального образца устройства защиты, определена подстанция, на которой он будет установлен в опытно-промышленную эксплуатацию.
Система безперервного контролю та прогнозу залишкового ресурсу високовольтних трансформаторів струму
(Національний університет "Львівська політехніка", 2012) Сахно, Олександр Анатолійович
Дисертація присвячена вирішенню питань удосконалення існуючої планово-попереджувальної системи технічного обслуговування і ремонтів високовольтних трансформаторів струму за рахунок застосування автоматизованого безперервного контролю характеристик основної ізоляції і прогнозу залишкового ресурсу на основі отриманих значень. Вперше запропоновано модель прогнозу залишкового ресурсу оливонаповнених трансформаторів струму, яка враховує як процеси природного старіння ізоляції, так і реальний поточний стан апарата за рахунок контролю характеристик його головної ізоляції та комплексної оцінки стану на їх основі. Удосконалено метод безперервного контролю характеристик основної ізоляції трансформаторів струму 330 — 750 кВ. Від існуючих він відрізняється можливістю найбільш достовірного визначення тангенса кута діелектричних втрат основної ізоляції під час безперервного контролю в умовах експлуатації за рахунок: застосування алгоритмів відтворення сигналу, що не створюють додаткових фазових зсувів вихідних сигналів; застосування перехресного алгоритму вимірювання; застосування алгоритмів мінімізації сторонніх впливів; розробки додаткових і систематизації існуючих вимог до апаратної частини мікропроцесорних систем контролю. Описано результати впровадження розробок в експлуатацію, проведено аналіз результатів, сформульовані основні практичні рекомендації. Диссертация посвящена исследованию и решению проблем усовершенствования диагностики высоковольтных измерительных трансформаторов тока (ТТ) в процессе эксплуатации и является продолжением развития научно-практических тем по повышению технической стойкости электрических сетей, созданию «необслуживаемых» подстанций и интеллектуальных электроэнергетических сетей. В работе предложено усовершенствование существующей планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонтов высоковольтных ТТ за счет применения автоматизированного непрерывного контроля характеристик основной изоляции и прогноза остаточного ресурса. Измерительные ТТ на классы напряжения 220 кВ и выше являются одним из самых аварийно-опасных типов электрооборудования, несмотря на использование комплекса диагностических мероприятий при их производстве и эксплуатации. Это дает право сделать выводы о несовершенстве действующей системы эксплуатационной диагностики, которая не позволяет вовремя отбраковывать дефектные аппараты. Ситуация также отягощается критическим старением парка высоковольтного оборудования в Украине. Необходимость модернизации энергосистем, а также ряд других факторов обуславливают актуальность работы. В работе предложена модель расчета вероятности безотказной работы трансформаторов тока с бумажно-масляной конденсаторной изоляцией и количественный прогноз остаточного ресурса на ее основе. Разработана модель на основе метода пропорциональных интенсивностей отказа Кокса. Впервые предложена модель, учитывающая как процессы естественного старения изоляции, так и реальное текущее состояние аппарата за счет контроля характеристик его основной изоляции и комплексной оценки состояния на их основе. Этим модель отличается от существующих моделей прогноза остаточного ресурса высоковольтного электрооборудования, основанных только на распределении отказов во времени. В качестве независимых переменных в модели используется: тангенс угла диэлектрических потерь основной изоляции (tgδ1), изменение емкости основной изоляции (ΔC1), изменение tgδ1 (Δtgδ1), скорость изменения tgδ1 (v_ tgδ1), коэффициент температурной зависимости tgδ1 (α), наработка (te), и конструктивное исполнение трансформатора. В работе впервые исследованы помехи, регистрируемые при измерении тока комплексной проводимости основной изоляции в процессе эксплуатации и разработана модель, позволяющая проводить испытания при разработке алгоритма выделения исходного сигнала. Предложенный алгоритм выделения сигнала не вносит искажения в начальные фазы сигналов, что позволило усовершенствовать дифференциальный метод контроля tgδ1 и существенно упростить аппаратную реализацию системы измерения. Предложено использование перекрестного алгоритма измерения при дифференциальном контроле tgδ1, что позволяет исключить ошибку вычисления абсолютного значения tgδ1 при изменении характеристик изоляции эталонной группы. Исследовано влияние характеристик аналогово-цифрового преобразователя, используемого для записи осциллограмм токов. Исследованы влияния некоторых эксплуатационных факторов на результаты измерения tgδ1 и С1, таких как увлажнение загрязненной поверхности изолятора, разгерметизация датчика (устройства присоединения), температурная нестабильность резистивного элемента датчика, влияние электрического поля соседнего оборудования. Усовершенствован метод непрерывного контроля изменения диэлектрических потерь в основной изоляции трансформаторов тока, позволяющий проводить контроль в условиях эксплуатации, метод не нуждается в выделенных опорных сигналах, а также отличается простотой аппаратной реализации. Разработанные методики, алгоритмы и модели реализуются в системе непрерывного контроля состояния трансформаторов тока 330 кВ на ПС "Днепр-Донбасс 330 кВ" Запорожских магистральных электрических сетей. Массовое внедрение таких систем позволит перейти от периодической системы технического обслуживания и ремонтов к обслуживанию по реальному техническому состоянию, что в свою очередь позволит снизить эксплуатационные затраты и определить нуждающиеся в первоочередной замене единицы оборудования, что очень важно в условиях критического старения эксплуатируемого парка аппаратов. The thesis is devoted to the improvement of the existing planned-preventive system of service for high-voltage current transformers through the use of automated continuous monitoring system of the main insulation and residual life prediction. For the first time, a model of residual life prediction for current transformers with OIP-insulation was received. It takes into account both the processes of natural aging of isolation and the real technical state of the apparatus, by controlling the characteristics of its main insulation. The method for continuous monitoring of the main characteristics of current transformers 330 - 750 kV was improved. It differs from the other methods by more reliable determination of dielectric loss factor of the main insulation during continuous monitoring in operating conditions, due to: the use of algorithms for noise reduction, which does not create additional phase shift of input signals, the use of cross-measurement algorithm, the use of algorithms to minimize extraneous influences, the developments of additional and systematization of the existing requirements for the hardware of microprocessor control systems. The developments were realized in the on-line monitoring system, which was installed on the substation. The main results of installation were analyzed; the main practical advices were formulated.