Совершенствование аналитических методов исследования внутренних замыканий в двухобмоточных трансформаторах для целей релейной защиты
П.А. Колобанов, А.Л. Куликов
Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 1, сс. 18—30
Скачать PDF
Состояние вопроса. Во многих современных отечественных и зарубежных работах анализ внутренних коротких замыканий в трансформаторе предлагается реализовать на имитационных моделях, используя громоздкие выражения в матричной форме, требующие точных конструктивных параметров трансформатора, отсутствующих в широком доступе. Актуальной задачей является получение обобщенных упрощенных формульных выражений для аналитических моделей трансформаторов, основывающихся лишь на их паспортных данных.
Материалы и методы. Формирование упрощенных выражений осуществлено на модели трехфазного трансформатора в виде магнитосвязанных катушек с использованием приближенной замены пары магнитосвязанных катушек Г-образной схемой замещения для двухобмоточных трансформаторов «звезда-треугольник» и «звезда-звезда».
Результаты. Сформированы упрощенные аналитические выражения, справедливые для двухобмоточных трансформаторов «звезда-треугольник» и «звезда-звезда», для целей релейной защиты. Произведен анализ закономерностей изменения электрических величин.
Выводы. Полученные обобщенные аналитические выражения позволяют исследовать функционирование алгоритмов релейной защиты (в частности, оценить их чувствительность и селективность) при внутренних КЗ в трансформаторах используя их паспортные данные. Аналогичная методика формирования расчетных соотношений может быть использована для трансформаторов других типов.
1. Bastard P., Bertrand P., Meuner M. A transformer model for winding fault studies // IEEE Transactions on Power Delivery. – April, 1994. – Vol. 9, № 2.
2. Didik F.D. Modelling of internal faults in three-phase three-winding transformer for differential protection studies: MSc graduation thesis. – Delft: Delft University of Technology, 2009.
3. Ghanavati G., Kouhsaru S.M. Calculation of transformer internal faults is short circuit analysis // 2008 IEEE Power and Energy Society General Meeting – Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century. – 2008.
4. Kezunovic M., Gou Y. Modeling and simulation of the power transformer faults and related protective relay behaviour // IEEE Transactions on Power Delivery. – January, 2000. – Vol.15, № 1.
5. Sreejith P.M., Savier J.S., Francis C.J. Development of steady state model for transformer internal faults // 2017 IEEE International Conference on Signal Processing, Informatics, Communication and Energy Systems (SPICES). – 2017.
6. Espinoza J.R., Perez-Rojas C. Modeling transformers with internal faults based on magnetic circuit. Part I, II // 2011 North American Power Symposium. – 2011.
7. Dommell H.W. EMTP Theory book // Iran University of Science and Technology URL: http://een.iust.ac.ir/profs/Shahrtash/2014/Electrical Power System Transients/EMTP Theory Book.pdf (дата обращения: 30.07.2018).
8. Румянцев Ю.В. Комплексная модель для исследования функционирования цифровой дифференциальной защиты силового трансформатора // Энергетика. Изв. высших учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. – 2016. – Т. 59, № 3. – С. 203–224.
9. Заcыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
10. Федосеев А.М., Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем: учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1992.
11. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1996.