CC BY
42
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
Authors
For citation
Anastasiya Gennad'evna Larchenko - Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor of the Subdepartment of Automation of Production Processes, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, e-mail: Larchenkoa@inbox.ru
Nikolai Grigor'evich Filippenko - Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor of the Subdepartment of Automation of Production Processes, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, e-mail: Pentagon@mail.ru
Larchenko A. G., Filippenko N. G. Razrabotka metodiki rascheta i proyektirovaniya tekhnologicheskogo osnashcheniya povysheniya kachestva polimernykh izdeliy slozhnoy konfiguratsii [Development of methods of calculation and design of technological support and improving the quality of polymeric products of complex configuration]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Mod-elirovanie [Modern Technologies. System Analysis. Modeling], 2019. Vol. 64, No. 4. Pp. 29-35. DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).29-35
УДК 621.311.1:621.372 DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).36-43
Нго Ван Кыонг1, Л. И. Коверникова 1,2
1 Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Российская Федерация
2 Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, г. Иркутск, Российская Федерация
Дата поступления: 05 мая 2019 г.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА СЕТИ НА СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Аннотация. В настоящее время параметры режимов электрических сетей часто не удовлетворяют требованиям ГОСТа 32144-2013 в России и руководящим указаниям № 39/2015/TT-BCT и №25/2016/TT-BCT во Вьетнаме. В реальных эксплуатационных условиях в электрических сетях имеет место несинусоидальный режим, следствием которого являются гармоники напряжения и тока. Гармоники вызывают перегрев и повреждение силовых трансформаторов, поскольку создают дополнительные потери активной мощности, включающие потери холостого хода, нагрузочные резистивные потери и потери на вихревые токи в обмотках и в других элементах трансформатора. Дополнительные потери вызывают выделение дополнительного тепла, что ускоряет процесс старения изоляции обмоток и магнитопроводов силовых трансформаторов, а в результате, приводит к сокращению сроков службы. Проблема негативного влияния гармоник напряжения и тока на электрооборудование, на эффективность использования электрической энергии в последнее время все чаще ставится в российских публикациях, на конференциях, в органах государственной власти. Потребители обращаются в суды с претензиями к энерго-снабжающим организациям, поставляющим им электрическую энергию, которая не соответствует требованиям ГОСТа 32144-2013. В связи с этим возникает необходимость разработки научных методик, которые бы показывали, что некачественная электрическая энергия может привести, например, к сокращению срока службы электрооборудования. В настоящее время разрабатываются автоматизированные системы непрерывного мониторинга показателей качества электрической энергии и параметров режима в электрических сетях. Они могут быть дополнены программами расчета характеристик, сигнализирующих о негативном влиянии гармоник напряжения и тока на различное электрооборудование как энергоснабжаю-щих организаций, так и потребителей электрической энергии. Для прогнозирования влияния гармоник напряжения и тока на силовые трансформаторы может быть использована представленная в статье компьютерная программа. В программе используются характеристики, с помощью которых оценивается и прогнозируется влияние гармоник напряжения и тока на силовые трансформаторы. Программа «Прогнозирование влияния параметров несинусоидального режима на силовые трансформаторы» разработана на основе пакетов программ MS Excel и Matlab. С помощью программы в качестве примера вычислены прогнозы оценок влияния гармоник напряжения и тока на силовой трансформатор, установленный на одной из тяговых подстанций железной дороги. Параметры гармоник напряжения и тока, использованные при расчете, получены в результате измерений в узле присоединения тягового трансформатора к питающей сети. Результаты расчетов показывают, что уровень гармоник напряжения и тока, имевший место в момент измерений, может привести к сокращению срока службы силового трансформатора на 6,98 лет.
Ключевые слова: качество электрической энергии, несинусоидальный режим, гармоники напряжения и тока, измерения, потери активной мощности, силовой трансформатор, сокращение срока службы, энергоэффективность трансформатора.
Ngo Van Cuong1, L. I. Kovernikova1,2
1 Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, the Russian Federation
2 Melentiev Energy Systems Institute SB RAS, Irkutsk, the Russian Federation Received: May 05, 2019
PREDICTION OF THE INFLUENCE OF THE NON-SINOUSOIDAL NETWORK MODE ON POWER TRANSFORMERS
36
© Нго Ван Кыонг, Л. И. Коверникова, 2019
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
Abstract. At present, the electric network mode parameters often do not meet the requirements of GOST 32144-2013 in Russia and the guidelines No.39/2015/TT-BCT and No.25/2016/TT-BCT in Vietnam. In real operating conditions, there is very often a non-sinusoidal mode in electrical networks, the consequences of which are voltage and current harmonics. The harmonics cause overheating and damage to power transformers because they create additional active power losses, including no-load losses, load-resistive and eddy current losses in the windings, eddy current losses in other transformer elements. Additional losses cause the release of additional heat, which accelerates the aging process of winding insulation, magnetic circuits ofpower transformers and, as a result, the reduced service life of the power transformer. The problem of the negative influence of voltage and current harmonics on electrical equipment, on the efficiency of electric energy use, has recently been increasingly represented in Russian publications, at conferences, in government bodies. Consumers are increasingly applying to courts with claims against energy providers that supply them with electrical energy that does not meet the requirements of GOST 32144-2013. Therefore, there is a need to develop scientific methods that would show that low-quality electrical energy can lead, for example, to a reduction in the service life of electrical equipment. At present, automated systems for continuous monitoring of electrical energy quality indices and mode parameters in electrical networks are being developed. They can be supplemented by programs for calculating characteristics that predict the effect of voltage and current harmonics on various electrical equipment of both energy providers and electrical energy consumers. To predict the effect of voltage and current harmonics on power transformers, one can use a computer program developed and presented in this article. The program uses the characteristics offered in numerous publications, with the help of which the influence of voltage and current harmonics on power transformers is estimated and predicted. The program is developed using MS Excel and Matlab. As an example, the predictions of the effect of voltage and current harmonics on the power transformer installed at one of the railway traction substations were calculated with the help of the program. The parameters of the voltage and current harmonics used in the calculation were obtained as a result of measurements at the node connecting the traction transformer to the supply network. The results of the calculations show that the level of voltage and current harmonics that occurred at the time of the measurements can lead to a reduction in the service life of the power transformer by 6,98 years.
Keywords: electrical energy quality, non-sinusoidal mode, voltage and current harmonics, measurement, active power loss, power transformer, service life, transformer energy efficiency.
Введение
В настоящее время большой проблемой в электрических сетях являются гармонические составляющие токов и напряжений (гармоники). Как следствие, в реальных эксплуатационных условиях параметры режимов отличаются от необходимых для электрооборудования. Они не удовлетворяют требованиям стандарта в России [1] и руководящих указаний во Вьетнаме [2, 3]. Отмечается, что в России «большие значения показателей Ku и Ku(n), характеризующих несинусоидальность
напряжения, наблюдаются в электрических сетях, питающих железную дорогу переменного тока, алюминиевые заводы и крупные металлургические предприятия» [4]. Результаты измерений показателей K(n), характеризующих несинусоидальность тока, в электрических сетях Вьетнама (110 кВ) [5] показали, что они в 2-3 раза превышают нормативные значения [2, 3].
Оценкам влияния гармоник напряжения и тока на силовые трансформаторы уделяется большое внимание на протяжении многих лет [6-8]. В настоящей статье сделан обзор характеристик, используемых для оценки влияния гармоник на силовые трансформаторы. На их основе с помощью пакетов программ Microsoft Excel и Matlab разработана вычислительная программа «Прогнозирование влияния параметров несинусоидального режима на силовые трансформаторы». В программе вычисляются потери активной мощности при синусоидальном и несинусоидальном напряжениях, увеличение потерь при несинусоидальном напряжении, сокращение срока службы трансформатора, оценивается энергоэффективность трансформатора.
В данной статье решается задача, связанная с необходимостью разработки «единых научных методик и рекомендаций, позволяющих установить ущерб, связанный с сокращением общего срока службы энергопотребляющих приборов и оборудования абонента, подключенного к сети, в которой показатели качества энергии не соответствуют требованиям государственных стандартов» [4].
Для трансформатора тДтНЖ-40000/110, установленного на одной из подстанций железной дороги, выполнены расчеты упомянутых выше характеристик с помощью разработанной вычислительной программы. В качестве исходной информации для расчета использовались измеренные на тяговой подстанции показатели качества электрической энергии и параметры несинусоидального режима. Паспортные данные трансформатора из ГОСТа 51559-2000 следующие: UH = 115 кВ, sh = 40000 кВА, АР^ = 39 кВт, АРКЗ = 200 кВт, 1Я = 200 А, R = 1,65 Ом.
Анализ несинусоидального режима в узле подключения трансформатора к питающей сети
Далее приведены осциллограммы несинусоидальных фазных напряжений и токов, измеренных в узле подключения трансформатора к питающей сети (рис. 1).
Для десяти гармоник приведены измеренные значения коэффициентов n-х гармонических составляющих тока (Кщ ) и напряжения (KU(n)) и
нормативные значения для гармонических составляющих напряжения (KU(n)H95% ) [1]. На приведенных гармониках в электрических сетях, как правило, превышаются нормативные значения [1]. Жир-
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
ным шрифтом выделены величины Кщп), превысившие нормы. Нормы не превышены на двух гармониках - 13 и 17-й. Разные величины К1(п) и Ки(п) в фазах свидетельствуют о несимметрии режима сети. Значения с вероятностью 95% гармоник напряжений и токов в фазах будут использованы далее для вычисления параметров, характеризующих их влияние на силовой трансформатор (табл.).
Т а б л и ц а
300 200 С 100 Í 0
-100
-300
г \ v , „S
V , t í
»Al Í § S / i ^ г =
У "Л Í > с 5 с 5\ с =' 1' i ;_<. 5 :: ---i í--<-
ч *
Время, с -1а .......1Ъ---1с
б
Рис. 1. Осциллограммы:
а - фазных напряжений; б - фазных токов
KU(n) и KI(n), %
Показатель Гармоника
3 5 7 9 11 13 17 19 23 25
KU(n)a 0,9 2,0 1,0 1,1 1,4 0,6 0,3 0,4 1,6 0,8
KU(n)b 1,9 2,3 1,2 1,2 1,5 0,7 0,5 0,7 1,3 0,9
KU(n)c 1,2 2,2 0,9 1,0 1,6 0,6 0,4 0,5 1,3 0,9
KU(n)H95% 1,5 1,5 1,0 0,4 1,0 0,7 0,5 0,4 0,4 0,4
KI(n)a 12,0 9,9 5,1 2,7 2,9 2,1 1,8 1,8 1,9 1,6
KIMb 1,6 7,4 3,4 2,7 2,5 2,0 2,1 1,8 1,8 0,9
KMc 36,4 9,3 7,1 5,0 2,7 3,5 2,8 2,6 3,0 1,7
Классификация и оценка потерь активной мощности в трансформаторе при несинусоидальном режиме
Гармоники напряжений и токов вызывают в трансформаторе дополнительные потери активной мощности [7-10] (рис. 2).
Потери холостого хода Потери холостого хода трансформатора при наличии гармоник напряжения (—Х-нр) вычисляются по выражению
"(Ku(n) /100)
^Xx-HP _ A^XX _
(1)
где п - номер гармоники; Д^ - потери холостого хода трансформатора при синусоидальном режиме, кВт; Ки(п) - коэффициент п-ой гармонической
составляющей напряжения, % [9].
По выражению (1) были вычислены потери холостого хода при несинусоидальном напряжении в узле подключения трансформатора к сети для гармоник от 2 до 40. На скриншоте результа-
Потери мощности в трансформаторе
Потери холостого хода Pxx
BShizz
Нагрузочные потери PHArp ¡¡¡¡ti
Гистерезисные потери Prxx
Потери на вихревые токи Pbtxx
Суммарные потери на вихревые токи P^bt
i ~
Резистивные потери PR
Потери на вихревые токи в обмотках Pbto
1
Прочие потери на вихревые токи ^бтдр
L
1
L
Потери на вихревые токи в проводниках обмоток Потери из-за токов, циркулирующих Н между обмотками Потери на вихревые токи в сердечниках Потери на вихревые токи в зажимах сердечников Потери на вихревые токи в магнитных экранах Потери на вихревые токи в стенках бака
Рис. 2. Диаграмма потерь активной мощности в трансформаторе при несинусоидальном режиме
а
n=1
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
тов вычислении потерь холостого хода, сделанных с помощью компьютерной программы, видно, что при несинусоидальном режиме по сравнению с синусоидальным режимом потери холостого хода возрастают незначительно (рис. 3). В трех фазах превышение потерь рхх-нр над потерями ^хх-ср составляет 0,8 Вт.
Нагрузочные потери
Нагрузочные потери в трансформаторе включают резистивные потери в обмотках и потери на вихревые токи (см. рис. 2). Они вычисляются по выражениям из [6, 8-10].
Резистивные потери в обмотках (Ря_т) вычисляются как
P = P
PR-HP PR-CP
XI
n=1
'Км? 100
(2)
где PR-CP = RT ^НОМ
- резистивные потери в обмотках при синусоидальном режиме, Вт; ЯТ - активное сопротивление обмотки трансформатора, Ом; /ном - номинальный ток трансформатора, А.
При несинусоидальном режиме увеличение потерь активной мощности оценивается по формуле:
^РЙ-НР = РД-НР - РR-СР . (3)
Ниже приведены резистивные потери в обмотках высокого и среднего напряжений трансформатора, вычисленные по (2)-(3) (рис. 4). При
•Jdü<* I. \чв»«Х-|а ЭВ|вО
Где:
Назад
Попри холостого хода при несинусоидальном режиме
Параметр Фаза Л Фаза В Фаза С
Рхх-ср, Вт 13000 13000 13000
Рхх-нр, Вт 13000.17 13000.41 13000.23
ДРхх-нр, Вг 0.17 0.41 0.23
ЛР^хх-нр, Вг 0.8
АР£хх-нр, % 0.0021
Р£хх-нр, Вг 39000.8
Определение
Файл Excel
• Рхх-ср — потери холостого хода трансформатора при синусоидальном режиме, Вт;
• Рхх-нр — потерн холостого хода трансформатора при несннусоидальном режиме, Вт;
• ДРхх-нр — превышение потерь холостого хода при несннусоидальном режиме, Вт;
• ДР£хх-нр — превышение потерь холостого хода при несннусоидальном режиме в трех фазах, Вт;
■ ДР£хх-нр — превышение потерь холостого хода при несннусоидальном режиме в трех фазах, %;
■ Р£хх-нр — потери холостого хода при несннусоидальном режиме в трех фазах, Вт.
Вперёд
Рис. 3. Результаты расчета потерь холостого хода
Fit Edit Vkw □ d J i It N J
rpy.- а о_в
Нагрузочные потери при несинусоидальном режиме
Параметр Фаза А Фаза В Фаза С
Рн-ср, кВт 66 66 66
Рн-нр, кВт 68.07 68.38 76.27
ДРп-нр, кВт 2.07 2.38 10.27
ДР£и-нр, кВт 14.71
Рвто-ср, кВт 0.22 0.22 0.22
Рвто-нр, кВт 0.63 0.53 1.18
ЛРвто-нр, кВт 0.41 0.31 0.96
Рвтдр-ср, кВт 0.45 0.45 0.45
Рвтдр-нр, кВт 0.5 0.5 0.65
ДРвтдр-нр, кВт 0.05 0.05 0.2
АР£вт-нр, кВт 1.99
Рнагр-нр, кВт 69.2 69.41 78.1
['Уна! 1' 111', кВт 216.7
ДРпагр-нр, кВт 2.53 2.74 11.43
АРХ"агр-нр, кВт 16.7
ДР^нагр-нр, % 8.35
Определение | Комментарий | Файл Excel
Назад
|Впорёд|
Рис. 4. Результаты расчета нагрузочных потерь
2
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
несинусоидальном режиме потери мощности увеличиваются на 14,71 кВт.
Потери на вихревые токи (рвт) состоят из потерь на вихревые токи в обмотках (Рвт0_щ.) и потерь на вихревые токи в других элементах ( рвтд^нр ) трансформатора (см. рис. 2).
Потери на вихревые токи в обмотках оцениваются по выражению
^ВТО-НР = ^ВТО-СР
п=1
К
1(п)
100
(4)
где Рвто_СР= 0,33(ДРКЗ-Рл_ср) - потери на вихревые токи при синусоидальном режиме, ДРкз - потери короткого замыкания при синусоидальном режиме.
Потери на вихревые токи в других элементах трансформатора вычисляются по выражению
^Втдр-нр = ^Втдр-ср
0,8
п=1
К,
1(п)
V 100 У
(5)
где Р
= 0,67(ДРКЗ _СР) - потери на вихре-
точки проводника над температурой масла, °С; 0А - температура окружающей среды, °С.
Превышение температуры верхних слоев масла над температурой окружающей среды оценивается как
0ТО = 0ГО-Н
( Рн
-ДРхх )
(10)
(ДРкз +ДРхх )
где 0т_н - нормативное превышение температуры верхних слоев масла над температурой окружающей среды, °С.
Превышение температуры самой горячей точки проводника над температурой масла вычисляется как
0, = 0.н
(РЯ-СР + Р
вто-срквто-нр
"тох
)х
100
(РЯ-СР + рвто-ср )
(11)
ВТДР-СР
вые токи в других элементах при синусоидальном режиме.
Увеличение потерь на вихревые токи при несинусоидальном режиме, составляет 1,99 кВт (рис.
4).
Суммарные нагрузочные потери могут быть определены как
р нагр-нр = -^я-нр + -^вто-нр + ^втдр-нр ■ (6) Увеличение нагрузочных потерь при несинусоидальном режиме составляет 16,7 кВт (рис. 4). Оценка сокращения срока службы трансформатора Реальный срок службы трансформатора при несинусоидальном режиме () предлагается оценивать выражением
^СС ^^СС / FAA , (7)
где TНСС - нормативный срок службы, годы; FAA -коэффициент старения трансформатора, отн. ед. [11, 12]. Коэффициент старения вычисляется как
(15000 15000
^ = ^ J, (8)
где 0Н - температура самой горячей точки обмоток, °С, которая определяется по формуле
Эя = ®то +©, +0А , (9)
где 0то - превышение температуры верхних слоев масла над температурой окружающей среды, °С; 0g - превышение температуры самой горячей
где 0г-н =0W -0 ТО-н - нормативное превышение температуры проводника над температурой масла, °С; 0Ж - нормативное превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды, °С; Квто-нр =!Хп/ /^к^ - коэф-
п=1 п=1
фициент потерь на вихревые токи в обмотках трансформатора, отн. ед. [8].
Далее приведены исходные данные и результаты расчета сокращения нормативного срока службы трансформатора по (7)-(11) (рис. 5). Параметры несинусоидального режима в фазе С могут привести к сокращению нормативного срока службы трансформатора на 6,98 лет.
Энергоэффективность трансформатора Пэффект
Энергоэффективность трансформатора - это мера того, сколько энергии передается из первичной обмотки трансформатора во вторичную обмотку. Коэффициент полезного действия трансформаторов (п) очень велик и может быть более 99 % [13]. Для исследуемого трансформатора максимальное значение п, вычисленное в соответствии с [14], составляет 99,65 %. Трансформатор с высокой энергоэффективностью способствует экономии электрической энергии.
Энергоэффективность трансформатора предлагается оценивать с помощью коэффициента в• £н • cosфЛ00
Пэффект
Р • ^н • с05ф + рХХ-НР + РЕНАГР-НР • Р • T
(12)
где в = (5"нагр / 5н ) - коэффициент загрузки трансформатора; £НАГР - измеренная полная мощность
0.8
оо оо I
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
* Seivicejift.lotjiquidjillïd.tiensloimer
Edit View Insert Toolt Desktop Window Help
О d а Л I Ik I *ч Ч О ® С S. ■. a □ H I
Сокращение срока службы масляного трансформатора АТсс, годы
Температура окружающей среды 0а, °С: | 35
Нормативное превышение температуры обмоткн над температурой окружающей среды ©ш, °С: 70
Нормативное превышение температуры верхних слоев масла над температурой окружающей среды 0то-н, °С: Нормативный срок службы трансформатора Тнсс, годы: 25 ]
55
Параметр Фаза А Фаза В Фаза С
Рк-ср, кВт 66 66 66
Рвто-ср, кВт 0.22 0.22 0.22
ДРхх, кВт 13 13 13
Рнагр-нр, кВт 69.2 69.41 78.1
ДРкз, кВт 66.67 66.67 66.67
Ото-н, °С 55
Оо-н, °С 15
Квто-нр 2.76 2.33 4.63
Ото, °С 56.39 56.51 61.23
о§,°с 15.45 15.49 17
Он, °С 106.84 106.99 113.23
Каа 0.72 0.73 1.39
Трсс, годы 18.02
ДТсс, годы 6.98
Назад
Определение |
Комментарий |
Файл Excel
Вперёд |
Рис. 5. Результаты расчета сокращения нормативного срока службы трансформатора
трансформатора в трех фазах, кВА; 5"Н - номинальная мощность трансформатора, кВА; ео8ф -измеренный коэффициент мощности нагрузки; Рехх-НР - потери холостого хода при несинусоидальном режиме в трех фазах, кВт; Р^НдГР-НР -
нагрузочные потери при несинусоидальном режиме в трех фазах, кВт; T - коэффициент коррекции температуры [15-16].
Коэффициент коррекции температуры определяется как
1/°С; ©Нсред- среднее значение температуры самой
горячей точки обмоток трансформатора в трех фазах, °С; ТН = 0А + @W - номинальная рабочая температура трансформатора при нагрузке, °С.
С учетом (14) коэффициент коррекции температуры преобразуется:
(1 + а20(©Н-Сред - 20)^
Т = 0,9 •
20 ' Н-сред
1 + «20 (Тн - 20)
(
+0,1 •
Т = 0,9
RT
RT
+ 0,1 •
RT
RT
V P3®. J
(13)
1 + «20 (Тн - 20)
1 + «20 (©Н-сред - 20)
\
где Ят ^ - сопротивление проводников обмоток
при рабочей температуре, Ом; - сопротивление проводников обмоток при номинальной температуре, Ом.
Отношение
RT
Rt
отражает изменение со-
противления проводников обмоток трансформатора при изменении температуры, которое вызывается изменением нагрузки трансформатора. Изменение сопротивления проводников обмотки определяется как
Rt,
1 + «20 (©Н-сред - 20)
R
1 + «20 (Тн - 20)
(14)
где «20 = 0,00393 - температурный коэффициент сопротивления при 20 °С для медных проводников,
_ (15)
1-20 ( 0Н-сред 20) у
Ниже приведены исходные данные для вычисления коэффициента энергоэффективности трансформатора и результаты расчета по (12) с учетом (13)-(15) (рис. 6).
Из таблицы следует, что наличие гармоник напряжения и тока приводит к снижению коэффициента энергоэффективности трансформатора на 0,48 %.
Заключение
1. Полученные в результате расчетов оценки сокращения нормативного срока службы трансформатора и его энергоэффективности свидетельствуют о том, что гармоники напряжения и тока при несинусоидальных режимах в электрических сетях создают значительные дополнительные потери активной мощности в трансформаторе.
2. Разрабатываемые в настоящее время системы непрерывного мониторинга показателей качества электрической энергии и параметров режима электрических сетей могут быть дополнены
H
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 4 (64) 2019
Рис. 6. Результаты расчета коэффициента энергоэффективности трансформатора
программами расчета дополнительных характеристик (сокращение срока службы, снижение энергоэффективности и др.), указывающих на негативное влияние гармоник напряжений и токов на различное электрооборудование.
Работа выполнена в рамках научного проекта № АААА-А17-117030310438-1 программы фундаментальных исследований СО РАНIII. 17.4.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2014-07-01. М. : Стандартинформ, 2014.
2. Циркуляр № 39/2015/TT-BCT от 18.11.2015 «О распределении электрической энергии» : утв. Министерством промышленности и торговли Вьетнама.
3. Циркуляр № 25/2016/TT-BCT от 30.11.2016 «О передаче электрической энергии» : утв. Министерством промышленности и торговли Вьетнама.
4. Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / отв. ред. Н.И. Во-ропай. Новосибирск : Наука, 2017. 219 с.
5. Тран Динь Лонг. Справочник по качеству электрической энергии. Ханой : Изд-во Ханойского Политехника, 2013.
6. Манькин Э.А. Потери на вихревые токи в обмотках трансформаторов при несинусоидальном токе // Электричество. 1955. №12. С.48-52.
7. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М. : Энергоатомиздат, 1984. 160 с.
8. IEEE Std C57.110-2008, IEEE Recommended Practice for Establishing Liquid-Filled and Dry-Type Power and Distribution Transformer Capability When Supplying Nonsinusoidal Load Currents. IEEE Power Engineering Society, 2008.
9. Thinh Dao, H. Abdull Halim, Z. Liu, B.T. Phung. Voltage Harmonic Effect on Losses in Distribution Transformers // International Conference on Smart Green Technology in Electrical and Information Systems (ICSGTEIS), Bali (Indonesia), 2016.
10. Singh J., Singh S. Amanpreet Singh. Effect of Harmonics on Distribution Transformer Losses and Capacity // International Journal of Engineering Technology Science and Research 2017. Vol. 4, Is. 6.
11. Abbas A., Zahab E. Abou El, Elbendary A. Thermal modeling and ageing of transformer under harmonic currents // рroceedings of 23-rd International Conference on Electricity Distribution. Lyon, 2015.
12. Targosz R., Chapman D. Application note. Cost of poor power quality. European Copper Institute. URL: http://www.leonardo-energy.org/resources/297/the-cost-of-poor-power-quality-800e490f1e14 (access date: 01.06.2018).
13. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. М .: Энергоатомиздат, 1986. 528 с.
14. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. М. : Энергия, 1980. 928 с.
15. Best Practice Manual: Transformers. URL: https://electrical-engineering-portal.com/res/Best-Practice%20Manual-Transformers.pdf (access date: 05.12.2018).
16. Dr. Gado A., Hassan Abo Gad, Radwan S. Effect of types of loads in rating of transformers supplying harmonic-rich load // proceedings 21-st International Conference on Electricity Distribution (CIRED 2011), Frankfurt, 2011.
оо оо I
Modern technologies. System analysis. Modeling, 2019, Vol. 64, No. 4
REFERENCES
1. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva el-ektricheskoi energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya [Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in public power supply systems]. Moscow: Standartinform Publ., 2014.
2. Tsirkulyar No.39/2015/TT-BCT po raspredeleniyu elektricheskoi energii Ministerstva promyshlennosti i torgovli V'etnama ot 18/11/2015 [Circular No39/2015/TT-BCT for the distribution of electric energy of the Ministry of Industry and Trade of Vietnam dat. 11/18/2015].
3. Tsirkulyar No.25/2016/TT-BCT po peredache elektricheskoi energii Ministerstva promyshlennosti i torgovli V'etnama ot 30/11/2016 [Circular No25/2016/TT-BCT on the transmission of electrical energy by the Ministry of Industry and Trade of Vietnam dat. 30/11/2016].
4. Kovernikova L.I., Sudnova V.V., Shamonov R.G. et al. Kachestvo elektricheskoi energii: sovremennoe sostoyanie, problemy i predlozheniya po ikh resheniyu. [The quality of electrical energy: current state, problems and suggestions for solving them]. In Voropay N.I. (resp. ed). Novosibirsk: Nauka Publ., 2017. 219 p.
5. Tran Din' Long. Spravochnik po kachestvu elektricheskoi energii [Handbook of Electric Power Quality]. Izdatel'stvo Kha-noyskogo Politekhnika Publ., 2013.
6. Man'kin E.A. Poteri na vikhrevye toki v obmotkakh transformatorov pri nesinusoidal'nom toke [The eddy current losses in the windings of transformers with non-sinusoidal current]. Elektrichestvo [Electricity], 1955, No. 12, pp. 48-52.
7. Zhezhelenko I.V. Vysshie garmoniki v sistemakh elektrosnabzheniya prompredpriyatii [Higher harmonics in power supply systems of industrial enterprises]. 2nd ed., revised and enlarged]. Moscow: Energoatomizdat Publ., 1984. 160 p.
8. IEEE Std C57.110-2008, IEEE Recommended Practice for Establishing Liquid-Filled and Dry-Type Power and Distribution Transformer Capability When Supplying Nonsinusoidal Load Currents. IEEE Power Engineering Society, 2008.
9. Dao Thinh, Abdull Halim H., Liu Z., Phung B.T. Voltage Harmonic Effect on Losses in Distribution Transformers. International Conference on Smart Green Technology in Electrical and Information Systems (ICSGTEIS), Bali (Indonesia), 6-8 Oct. 2016.
10. Singh J., Singh S., Singh A. Effect of Harmonics on Distribution Transformer Losses and Capacity. International Journal of Engineering Technology Science and Research, Vol. 4, Issue 6, June 2017.
11. Abbas A., El Zahab E. A., Elbendary A. Thermal modeling and ageing of transformer under harmonic currents. Proceedings of 23-rd International Conference on Electricity Distribution, Lyon, 15-18 June 2015.
12. Targosz R., Chapman D. Application note. Cost of poor power quality. European Copper Institute. Leonardo Energy, 2015. URL: http://www.leonardo-energy.org/ resources/297/the-cost-of-poor-power-quality-800e490f1e14 (Access date: 01 June 2018).
13. Tikhomirov P.M. Raschet transformatorov: Ucheb. posobie dlya vuzov [Calculation of transformers: A textbook for high schools]. 5th ed., revised and enlarged. Moscow: Energoatomizdat Publ., 1986. 528 p.
14. Ivanov-Smolenskiy A.V. Elektricheskie mashiny: Uchebnik dlya vuzov [Electrical machines: A textbook for high schools]. Moscow: Energiya Publ., 1980. 928 p.
15. Best Practice Manual: Transformers. URL: https://electrical-engineering-portal.com/res/Best-Practice%20Manual-Transformers.pdf (Access date: 05 December 2018).
16. Gado A., Gad H. A., Radwan S. Effect of types of loads in rating of transformers supplying harmonic-rich loads. Proceedings 21st International Conference on Electricity Distribution (CIRED 2011), Frankfurt, 6-9 June 2011.
Информация об авторах
Нго Ван Кыонг - аспирант кафедры электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, e-mail: ngovancuongmta@mail.ru
Коверникова Лидия Ивановна - к. т. н., доцент, старший научный сотрудник Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской Академии наук, доцент кафедры электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, e-mail: kovernikova@isem.irk.ru
Для цитирования
Нго Ван Кыонг Прогнозирование влияния несинусоидального режима сети на силовые трансформаторы / Нго Ван Кыонг, Л. И. Коверникова // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2019. - Т. 64, № 4. - С. 36-43. -БО!: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).36-43
Authors
Ngo Van Cuong - Ph.D. student of the Subdepartment of Power Supply and Electrical Engineering of Irkutsk National Research Technical University (INRTU), Irkutsk, e-mail: ngovancuongmta@mail.ru
Lidiya Ivanovna Kovernikova - Ph.D. in Engineering Science, Associate Professor, Senior Research Officer of Melentiev Energy Systems Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (MESI SB RAS), Associate Professor of the Subdepartment of Power Supply and Electrical Engineering of Irkutsk National Research Technical University (INRTU), Irkutsk, e-mail: kovernikova@isem.irk.ru
For citation
Ngo Van Kyong, Kovernikova Lidiya Ivanovna. Prognozirovanie vliyaniya nesinusoidal'nogo rezhima seti na silovye transformato-ry [Prediction of the influence of the non-sinousoidal network mode on power transformers]. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyi analiz. Modelirovanie [Modern Technologies. System Analysis. Modeling], 2019. Vol. 64, No. 4. Pp. 36-43. DOI: 10.26731/1813-9108.2019.4(64).36-43
