Разработка и апробация методики определения параметров схем замещения силовых трансформаторов по аварийным осциллограммам для расчетов токов короткого замыкания
Ю.Д. Кутумов, А.Ю. Мурзин, М.А. Крунов
Вестник ИГЭУ, 2026 г. выпуск 4, сс. 35—48
Скачать PDF
Состояние вопроса. В настоящее время в субъектах электроэнергетики активно внедряется Единая информационная модель Единой энергетической системы России. На основе данных из Единой информационной модели разрабатываются расчетные модели различного сетевого и генерирующего оборудования (в том числе, блочных трансформаторов и автотрансформаторов связи атомных станций) для расчетов токов короткого замыкания. Однако в реальной практике субъект электроэнергетики не обладает достаточными данными для полного формирования Единой информационной модели. Так, для многообмоточных трансформаторов актуальным является вопрос определения активных сопротивлений в схеме замещения прямой последовательности, для всех трехфазных трансформаторов (в том числе, блочных трансформаторов атомных станций) – вопрос расчетов параметров схемы замещения нулевой последовательности.
Материалы и методы. При составлении и анализе схем замещения силовых многообмоточных трансформаторов использованы положения классической теории анализа и синтеза электрических цепей. Определение параметров схем замещения трансформаторов осуществлено с использованием программ просмотра аварийных осциллограмм (Waves, Transcop и пр.).
Результаты. Различными способами определены значения импедансов схемы замещения многообмоточных трансформаторов, дана характеристика указанных способов. Предложена методика определения параметров схем замещения силовых трансформаторов по аварийным осциллограммам. Сформулирован метод верификации расчетной модели сети для расчетов токов короткого замыкания. Обозначена сфера применения аварийных осциллограмм для верификации параметров схем замещения трансформаторов. Приведены результаты определения различных параметров схем замещения силовых трансформаторов по аварийным осциллограммам.
Выводы. Для ряда трансформаторов величина потерь активной мощности при проведении опыта короткого замыкания может не сходиться с аналогичной величиной потерь, полученной с применением значений активных сопротивлений отдельных обмоток трансформатора. Аварийные осциллограммы являются средством, достаточным для определения/верификации параметров схем замещения силовых трансформаторов (в том числе, нулевой последовательности), однако существует ряд ограничений их применения, связанных с величиной аварийных составляющих токов и напряжений, а также погрешностями трансформаторов тока.
1. Юсупов И.Х. АО «Концерн Росэнергоатом»: опыт внедрения общей информационной модели // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2023. – № 6(81). – С. 16–17.
2. Богомолов Р.А. Создание CIM-модели в АО «СО ЕЭС» // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2021. – № 2(65). – С. 26–31.
3. Волкова Т. Перспектива обмена данными информационных моделей в электроэнергетике между субъектами электроэнергетики в АО «Россети Тюмень» в соответствии со стандартом CIM // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2023. – № S3(30). – С. 10–12.
4. Головинский И.А. Об основах национальных стандартов цифровой трансформации в электроэнергетике // Энергоэксперт. – 2022. – № 1(81). – С. 68–72.
5. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 20.12.2022 № 1340 «Об утверждении Правил предоставления информации, необходимой для осуществления оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике» (Зарег. 16.03.2023 № 72599).
6. Шишков Е.М. Применение CIM-модели для расчета установившихся режимов многоцепных воздушных линий электропередачи // Путь к новому пониманию: интеграция междисциплинарных исследований в современную науку и практику: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф., Иркутск, 25 октября 2024 года. – Уфа: ООО «Аэтерна», 2024. – С. 31–33.
7. Хитрич Д.О. Вопросы интеграции формата CIMXML в процессы формирования перспективных расчетных моделей // Новая наука: от идеи к результату. – 2025. – № 5. – С. 234–243.
8. Системный оператор: в энергетике обеспечен сквозной процесс моделирования на базе CIM [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eepir.ru/new/sistemnyj-operator-v-nbsp-energetike-obespechen-skv... [Дата обращения 22.04.2026].
9. Методические указания по составлению расчетных моделей электроэнергетических систем для проведения расчетов электрических режимов. – М.: АО «СО ЕЭС», 2011.
10. Требования к формированию и актуализации математических моделей электрической сети для расчета параметров аварийного режима. Утв. распоряжением № 68р АО «СО ЕЭС» от 19.06.2020 г. – М.: АО «СО ЕЭС», 2020. - 18 с.
11. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110–750 кВ. – М.: Изд-во «Энергия», 1979. - 152 с.
12. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / под ред. Б.Н. Неклепаева. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. – 149 c.
13. ГОСТ Р 52735-2007 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293837/4293837777.pdf [Дата обращения 22.04.2026].
14. ГОСТ Р 58669-2019 Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные с замкнутым магнитопроводом для защиты. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data/738/73857.pdf?ysclid=moale3esnk482082003 [Дата обращения 22.04.2026].
15. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 240 с.
16. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 09. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110–330 кВ. – М.: Энергия, 1972. - 115 с.
17. Кутумов Ю.Д., Цветков М.И. Исследование влияния бросков намагничивающего тока трансформаторов на устойчивость функционирования измерительных органов релейной защиты в целях совершенствования методик выбора их уставок // Вестник ИГЭУ. – 2025. – Вып. 4. – С. 28–37.
18. ГОСТ Р 58651.3-2020 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Информационная модель электроэнергетики. Профиль информационной модели линий электропередачи и электросетевого оборудования напряжением 110–750 кВ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/573115945 [Дата обращения 02.04.2026].
19. ГОСТ Р 58651.Х (проект национального стандарта ПНС1.15.016-1.287.24). Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Информационная модель электроэнергетики. Профиль информационного обмена и требования к цифровым информационным моделям электроэнергетических систем. – М.: Росстандарт, 2025. – 210 с.
20. Лейтес Л.В., Пинцов А.М. Схемы замещения многообмоточных трансформаторов. – М.: Энергия, 1974. – 192 с.
21. Полевой В.А. Схемы замещения трансформаторов с расщепленными обмотками. – М.: Электричество, 1949. – 96 с.
22. Залышкин М.Д. Выбор трансформаторов в энергетических системах. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. – 96 с.
23. DlgSilent PowerFactory: knowledge base [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.digsilent.de/en/faq-powerfactory.html [Дата обращения 22.04.2026].
24. Методические указания по расчету и выбору параметров настройки дистанционных защит линий электропередачи 110 кВ и выше. Утв. распоряжением АО «СО ЕЭС» от 17.08.2021 № 89р. – М.: АО «СО ЕЭС», 2021. - 295 с.