Исследование силовых трансформаторов при несинусоидальных режимах
Диссертация
Исследование процессов в силовых трансформаторах при несинусоидальных режимах является актуальной задачей, решение которой необходимо с целью разработки путей повышения эксплуатационной надежности и энергетической эффективности работы всей системы электроснабжения в целом и силовых трансформаторов, как элементов этой системы, в частности. Актуальность использования современных программных средств… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 0,4кВ И АНАЛИЗ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ В ОБЛАСТИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
- 1. 1. Анализ режимов работы силовых трансформаторов 10(6)/0,4кВ в электрических сетях промышленных предприятий, административных и торгово-офисных зданий
- 1. 2. Влияние потребителей электрической энергии на форму тока в сетях напряжением 0,4кВ
- 1. 3. Анализ действующих стандартов в области качества электрической энергии и электромагнитной совместимости применительно к ограничению влияния потребителей на сеть
- Выводы к первой главе и постановка задач исследования
- ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
- 2. 1. Методы определения параметров и характеристик силовых трансформаторов
- 2. 2. Обзор методов и систем инженерного анализа, используемых для моделирования физических процессов в трансформаторах
- 2. 3. Экспериментально-расчетный метод исследования силовых трансформаторов при несинусоидальных режимах работы
- 2. 4. Аппаратные средства для исследования силовых трансформаторов
- 2. 5. Виртуальные приборы для исследования силовых трансформаторов
- Выводы ко второй главе
- ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ
- 3. 1. Исследование однофазного силового трансформатора при подключении ко вторичной обмотке мостового выпрямителя с емкостным фильтром и активной нагрузкой
- 3. 2. Исследование однофазного силового трансформатора при подключении ко вторичной обмотке мостового управляемого выпрямителя с активной нагрузкой
- 3. 3. Исследование трехфазного силового трансформатора при подключении ко вторичной обмотке группы однофазных мостовых выпрямителей с емкостным фильтром и активной нагрузкой
- 3. 4. Исследование трехфазного силового трансформатора при подключении ко вторичной обмотке группы однофазных мостовых управляемых выпрямителей с активной нагрузкой
- Выводы к третьей главе
- ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ
- 4. 1. Моделирование процессов в однофазном силовом трансформаторе
- 4. 2. Моделирование процессов в трехфазном силовом трансформаторе
- 4. 3. Определение параметров нелинейной нагрузки силовых трансформаторов 10(6)/0,4кВ в рабочем режиме
- Выводы к четвертой главе 1
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Приложение А. Схема электрическая принципиальная блока БГР
- Приложение Б. Внешний вид блока БГР
Приложение В. Внешний вид экспериментальной установки для исследования однофазного трансформатора
Список литературы
- Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятия. М.: Энергоатомиздат, 1974 г. 160стр.
- Дж.Арриллага, Д. Брэдли, П.Броджер. Гармоники в электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1990. 320стр.
- Григорьев O.A., Петухов B.C., Соколов В. А., Красилов И. А. Высшие гармоники в сетях электроснабжения 0,4 кВ. // Новости электротехники. -2002. № 6 (18), 2003. -№ 1 (19).
- Григорьев O.A., Петухов B.C., Соколов В. А., Красилов И. А. Пришла беда, откуда не ждали. Влияние «компьютерных» нагрузок на работу электрических сетей зданий // Connect Мир связи. 2002. — № 12.
- Шидловский А.К., Жаркин А. Ф. Высшие гармоники в низковольтных электрических сетях К.: Наукова думка, 2005. — 209стр.
- Климов В.П., Москалев А. Д. Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания // Практическая силовая электроника. Науч.-техн.сбЛТод ред. Малышкова Г. М., Лукина A.B.- М.: АОЗТ «ММП-Ирбис», 2002. Вып 5.
- ГОСТ 13 109–97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
- Федеральный закон «О защите прав потребителей» от 07.02.1992 № 2003−1
- ГОСТ Р 53 333−2008 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Контроль качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
- Ю.Куско А., Томпсон М., Качество энергии в электрических сетях. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2008. 336стр.
- Васильев Е.И., Клюев Р. В., Чумбидзе Д. С. Определение вклада вносимого индукционными печами и БСК в несинусоидальность напряжения в ТОП. //
- Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. Приложение. Диагностика энергооборудования, Новочеркасск, ЮРГТУ, 2006. стр. 139−141.
- Ушаков Д. В. Барсуков В.К. Исследование искажения формы напряжения в точке подключения выпрямителя с емкостным фильтром // Известия вузов. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. Казань, 2009. № 9. стр. 52−60
- Минин Г. П. Несинусоидальные токи и их измерение. М.: Энергия, 1979 г.- 112стр.
- Харлов H.H. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учебное пособие. Томск, 2007. — 118стр.
- Владимиров Ю.В. Выбор номинальной мощности силовых трансформаторов с учетом минимизации потерь / Ю. В. Владимиров, В. А. Вдовин // Свшютехшка та электроенергетика. 2009. — № 1 (17). — стр. 13−16
- Жежеленко И.В. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях / И. В. Жежеленко, Ю. Л. Саенко. М.: Энергоатомиздат, 2005 г. -261стр.
- Третьяков А.Н. Вопросы качества электроэнергии в АПК Иркутской области / Бузунова М. Ю., Кудряшов Г. С., Кюн В. А., Севрюков М. М., Третьяков А. Н. // Вестник Иркутской ГСХА 2004. № 25. — стр. 15−22
- Жежеленко В.И. Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения промышленных предприятий // Электрика. 2008. — № 10. -стр. 3−11
- Сапунов М.Н. Вопросы качества электроэнергии // Новости электротехники. № 4 2001. — стр. 15−25
- Масленников Г. К., Дубинский Е. В. Обеспечение качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения // Г. К. Масленников, Е. В. Дубинский // Энергосбережение. 2002. № 1. — стр.56−59
- Висящев А.Н. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость в электроэнергетических системах: Учебное пособие-Иркутск, 1997. Ч. 2. — 92стр.
- Климов В.П., Москалев А. Д. Способы подавления гармоник тока в системах электропитания // Практическая силовая электроника. Науч.-техн.сб./Под ред. Малышкова Г. М., Лукина A.B.- М.: АОЗТ «ММП-Ирбис», 2003. Вып.6.
- Карташев И. И. Тульский В.Н. Управление качеством электроэнергии. Издательский дом МЭИ, 2006. 320стр.
- Мустафа Г. М., Кутейникова А. Ю., Розанов Ю. К., Иванов И. В. Применение гибридных фильтров для улучшения качества электроэнергии // Электричество. 1995. — № 10.
- Карташев И.И. Качество электрической энергии в системах электроснабжения: Способы его контроля и обеспечения. М.: Издательство МЭИ. 2001. 120стр.
- Овчинников Д. А., Кастров М. Ю., Лукин А. В., Малышков Г. М., Герасимов А. А. Пассивные корректоры коэффициента мощности // Практическая силовая электроника. 2003. — № 9.
- Розанов Ю.К., Рябчицкий М. В., Кваснюк A.A. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электроники // Электричество. 1999. — № 4.
- Никифоров В. Новый стандарт по качеству электрической энергии. Основные положения и отличия от ГОСТ 13 109–97 / Новости электротехники. 2011. — № 3(69)
- Жаркин А.Ф., Палачев С. А. Законодательное регулирование эмиссии высших гармоник тока в системах электроснабжения стран Евросоюза// Техн. електродинампса- 2005 № 6.- стр. 57−61.
- Вагин Г. Я., Лоскутов А. Б., Севостьянов А. А. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского гос. техн. ун-та, 2004. 216стр.
- Директива Совета 89/336/ЕЭС от 3 мая 1989 г. по сближению законодательных актов Государств членов по электромагнитной совместимости.
- ГОСТ Р 54 149−2010 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная-
- EN50160:2010 «Voltage characteristics of electricity supplied by public».
- ГОСТ P 51 317.3.2−2006 Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний
- ГОСТ Р 51 317.3.12−2006 Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током более 16А, но не более 75А (в одной фазе), подключаемыми к низковольтным системам электроснабжения общего назначения. Нормы и методы испытаний
- IEEE 519−1992 Harmonics Limits
- ГОСТ Р 51 317.2.4−2000 Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий.
- Пономарев И.Б. Применение пределов гармоник стандарта IEEE 519−1992 / T. Bluming, D. Karnoval // Application of IEEE Std.519−1992 Harmonic Limits
- Лейтес Л.В., Пинцов A.M. Схемы замещения многообмоточных трансформаторов. М.: Энергия, 1974 г. 192стр.
- ГОСТ 16 110–82 Трансформаторы силовые. Термины и определения.
- ГОСТ 3484.1−88 Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.
- Вольдек А.И. Электрические машины. Ленинград: Энергия, 1978 г. 832с.
- Основы теории цепей: учебник для вузов / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, A.B. Нетушил, C.B. Страхов. 5е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1989. -528стр.
- Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов В З.т. Т. 2. Линейные электрические цепи (продолжение). Нелинейные цепи / Б .Я. Жуковский, И.Б. Негневицкий- под общ. ред. K.M. Поливанова. М.: Энергия, 1972. — 200стр.
- Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов. В 2 т. / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчан. 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоиздат, Ленигр. отд-ние, 1981.
- Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1984. — 832стр.
- Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи.: учеб. для студ. электротехн. спец. вузов / П. Н. Матханов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1986. — 352стр.
- Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов / С. Б. Васютинский. Д.: Энергия, 1970. — 432стр.
- Бутырин П.А. К созданию аналитической теории трансформаторов / П. А. Бутырин, М. Е. Алпатов // Изв. РАН. Энергетика. 2002. — № 2 — стр. 44−53
- Гольдштейн Е.И., Панкратов A.B. Определение параметров и характеристик ветви намагничивания однофазного трансформатора по массивам мгновенных значений токов и напряжений//Известия ВУЗов. Электромеханика. 2008. — № 5. — стр. 20−24.
- Балабин A.A. Некоторые аспекты экономической работы силовых трансформаторов / В. Ф. Заугольников, A.A. Балабин, A.A. Савинков // Промышленная энергетика. 2006. — № 4. — стр. 10−14.
- Балабин A.A. Повышение достоверности расчета потерь электроэнергии в трансформаторах 10(6)/0,4 кВ / A.A. Балабин, Ю. Д. Волчков //Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2009. № 4 — стр.22−23.
- Сильвестер П. JI. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков : пер. с англ. / П. JI. Сильвестер, P. JI. Феррари. М.: Мир, 1986.-229стр.
- К. G. N. В. Abeywickrama, A. D. Podoltsev, Y. V. Serdyuk et all. Computation of Parameters of Power Transformer Windings for Use in Frequency Response Analysis // IEEE Transactions on Magnetics, 2007, № 5, Vol. 43, pp. 1983−1990.
- Стороженко Ю.И., Губански С., Сердюк Ю. Интегрированная компьютерная модель высоковольтного силового трансформатора в среде Comsol-Simulink / Научный вестник Норильского индустриального института, 2008. № 3. стр. 28−45.
- D. Hakansson, J. Larsson. Evaluation of software using the finite element method by simulating transformers and inductors. Linkoping, 2011. 64p.
- Лохов С.П., Сивкова А. П. Моделирование процессов в стали // Сборник научных трудов II Всероссийской научно технической конференции «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий». УГНТУ, Уфа. 2009. — стр.49−52
- Климов Д.А., Попов Г. В., Тихонов А. И. Методы автоматизированного моделирования динамических режимов трансформаторов / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». Иваново, 2006. — 100стр.
- Демирчан К.С. Моделирование магнитных полей / К. С. Демирчан, В. Л. Чечурин. М.: Высш. шк., 1986. -240стр.
- Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: электрические цепи: учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов / Л. А. Бессонов. 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1978 — 528стр.
- Том А. Числовые расчеты полей в технике и физике / А. Том, К. Эйплт- пер. с англ. В. А. Говоркова. -М.-Л.: Энергия, 1964
- Хокни Р. Численное моделирование методом частиц / Р. Хокни, Дж. Иствуд. М., 1987. — 640стр.
- Кетков Ю.Л. MATLAB 6. x программирование численных методов / Ю. Л. Кетков, А. Ю. Кетков, М. М. Шульц. СПб.: БХВ-Петербург. — 2004. — 672с.
- Басов К. A. ANS YS: справочник пользователя. М.: ДМК Пресс, 2005. -640стр.
- COSMOS/M. User’s Guide. First Edition. December 2001. 770p.
- Introduction to Comsol Multiphysics version 4.0a, June 2010. 97p.
- User’s guide Maxwell 2D v. 12. Electromagnetic and Electromechanical Analysis. Ansoft corporation. January, 2010. — 60p.
- Elcut 5.8 «Моделирование двумерных полей методом конечных элементов». Производственный кооператив ТОР, Санкт-Петербург, 2010 г.
- D. Meeker. Finite Element Method Magnetics version 4.2. User’s manual. -2010.- 158p.
- Иванов-Смоленский A.B., Гончаров В. И., Тейн Наинг Тун. Применение конечно-элементных моделей при учебном проектировании синхронных машин // Известия Вузов «Электромеханика». 2009. — № 1. — стр.33−13
- Барсуков В.К., Фокеев А. Е. Исследование работы силового трансформатора при несинусоидальной форме тока в нагрузке // Сборник трудов МНТК «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов», ТГУ Тольятти 2009 г. стр.202
- Экспериментально-расчетный метод исследования силовых трансформаторов при несинусоидальных режимах работы / Фокеев А. Е. Барсуков В.К. // Интеллектуальные системы в производстве. Ижевск, 2012. -№ 1.
- Дж. Тревис «Lab VIEW для всех». Пер. с англ. Клушин H.A. М.: ДМК Пресс- Прибор комплект, 2005. — 544стр.
- Барсуков В.К., Фокеев А. Е. Стенд для исследования магнитной цепи однофазного силового трансформатора // Сборник трудов 1ой всероссийской конференции студентов и аспирантов «Измерение контроль и диагностика -2010», ИжГТУ. Ижевск 2010 г. стр. 56.
- Барсуков В.К., Фокеев А. Е. Стенд для исследования трехфазного трансформатора при различной форме тока в нагрузке // Материалы докладов «Тинчуринские чтения», КГЭУ. Казань 2010 г. стр. 153.
- Барсуков В.К., Фокеев А. Е. Стенд для исследования характеристик силового однофазного трансформатора // Сборник трудов «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments» РУДН Москва, 2010 г.
- Руководство пользователя и технические характеристики NI USB 6009. National Instruments, Россия, СНГ и Балтия, 2006 г.
- Топильский В.Б. Схемотехника измерительных устройств. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010 г. 232стр.
- Питание интегральных схем: Практическое руководство. Под ред. А. Уильямса М.: Мир, 1987 г. — 413стр.
- DAQ М Series, N1 USB 62 lx User Manual, Bus Powered M Series USB Devices. National Instruments Corporation, 2009r.
- Барсуков B.K., Фокеев А. Е. Автоматизированная система для исследования силовых трансформаторов // Сборник проектов «2ой республиканский молодежный форум» X Выставка сессия инновационных проектов, ИжГТУ Ижевск, 2010 г.
- Барсуков В.К., Фокеев А. Е. Система для определения потерь в элементах трехфазного силового трансформатора // Сборник трудов «Инженерные, научные и образовательные приложения на базе технологий National Instruments 2011» МТУ СИ — Москва, 2011 г.
- Суранов А.Я. «LabVIEW 7: справочник по функциям». М.: ДМК, 2005 г.
- Владимиров Ю.В., Шумилина Ю. В. Исследование влияния высших гармоник тока на различные типы силовых трансформаторов напряжением 6-ЮкВ // Вестник национального технического университета ХПИ. 2011. -№ 3. — стр.36−40
- Савина Н.В. Методика определения потерь электроэнергии в промышленных электросетях / Н. В. Савина, И. В. Жежеленко // Известия вузов. Энергетика. 1990. — № 1. — стр.23−29.
- Ешелева Э.Д., Путилин К. П. Расчет добавочных потерь в стали по коэффициенту несимметрии // ЕЛЕКТРИЧНА ЧАСТИНА АЕС. 2009. — № 2.
- Насыпанная Е.П. Подход к расчету добавочных потерь в электротехнических сталях // Труды Одесского политехнического университета, 2010. Вып. 1(33) 2(34). — стр.116−123.
- Фокеев А.Е. Задача корректного определения потерь в силовых трансформаторах // Тезисы докладов Всероссийской конференции «Научно-исследовательские проблемы в области энергетики и энергосбережения», УГАТУ Уфа 2010 г. стр.173
- Фокеев А.Е., Барсуков В. К. Исследование потерь в трансформаторе при работе на нелинейную нагрузку // Промышленная энергетика. Москва, .2011. -№ 12.
- Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники: Учебник. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. 4.1. 199стр.
- Попов Г. В. Компьютерная система имитации динамических процессов в силовых трансформаторах / Г. В. Попов, А. И. Тихонов, Д. А. Климов // Электро. 2004. — № 2.
- Г. Евдокунин, М. Дмитриев. Трансформаторы в электрической сети моделирование переходных процессов с учетом конфигурации магнитной системы // Новости электротехники. 2011. — № 3(69).
- Петров Г. Н. Трансформаторы В 2 т. Т. 1. Основы теории / Г. Н. Петров. -JL: Госэнергоиздат, 1934.
- Бахарев Н.П., Канивец А. В. Математическая модель проектирования магнитной системы силового трансформатора // Элекро. Электротехника. Электроэнергетика. Электротехническая промышленность. 2009. — № 1.
- Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С. Д. Лизунова, А. К. Лоханкина. М.: Энергоиздат, 2004. 616стр.
- Слатинова М.Н., Горелов Ю. И. Математическое моделирование переходных процессов в силовом трансформаторе при нелинейных токах. //
- Сб. ст., Известия ТулГУ. Технические науки. Тула, Изд-во ТулГУ, 2010. -№ 1. — стр.268−271.
- Барсуков В.К., Фокеев А. Е. Исследование режимов работы сердечника трансформатора при импульсном нагружении // Магнитные явления: сб. статей / под ред. проф. Ломаева Г. В. выпуск 3. Ижевск: ИжГТУ, 2011.
- Лейтес Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. М.: Энергия, 1981 г.-392стр.
- Б.Н. Сергеенков, В. М. Киселев, H.A. Акимова- под ред. И. П. Копылова. Электрические машины. Трансформаторы. М.: Высш. Шк., 1989. — 352стр.
- Карасев В.В. К расчету потерь в стали трансформаторов и реакторов преобразовательных устройств. Электротехника, 1973, № 3, стр. 45−48.
- Холуянов Ф.И. Трансформаторы однофазного и трехфазного тока. Издание четвертое переработанное и дополненное. М.: Государственное энергетическое издательство. — 1934 г.
- Динамика увлажнения изоляции в трансформаторе // Electrical World -1997. № 6. р.52.
- Влияние частиц в масле на электрическую прочность трансформатора / Рабочая группа СИГРЭ 12.17 // Electra. 2000. № 19. рр.135−139.
- Моделирование трехфазного силового трансформатора / Фокеев А. Е. Барсуков В.К. // Вестник ИжГТУ. Ижевск, 2012. — № 2.
- Алексеев Б.А. Контроль состояния (диагностика) крупных силовых трансформаторов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. — 216стр.
- Nokes G. Оптимизация передачи и распределения электроэнергии в сетях с помощью оптоволоконных распределенных термочувствительных систем // Power Engineering Journal. 1999. Vol. 13. № 6. pp.291−296
- Прямое измерение температуры нагретого участка трансформатора // Electra. 1990. № 129. рр.46−51
- Измерения нагрева в трансформаторе // Bulletin SEV/VSE. 2000. Vol. 91. № 25. S. 56
- Система непрерывной диагностики для контроля теплового состояния трансформатора / К. Feser, Н/А/ Maier, В. Feuchter et al. // Симпозиум СИГРЭ по диагностике и профилактике: Доклад 110−08. Берлин. 19−21.04.1993
- Долин А.П., Першина Н. Ф., Смекалов В. В. Опыт проведения комплексных обследований силовых трансформаторов // Электрические станции. 2000. — № 6. стр.46−52.
- Поляков B.C. Из опыта тепловизионной диагностики высоковольтного оборудования энергосистем // Энергетик. 2000. — № 5. — стр.46
- Declercq J. Контроль наиболее нагретых точек в трансформаторе // Power Industry Development. 2000. — Spring. — pp.76,77.
- Схема электрическая принципиальная блока БГР-1
- Внешний вид блока БГР-1 (крышка снята)
- Внешний вид экспериментальной установки для исследования однофазного трансформатора
- Схема электрическая принципиальная блока БГР-3
- Внешний вид блока БГР-3 (крышка снята)
- Внешний вид экспериментальной установки для исследования трехфазного трансформатора