Оценка воздействий на внутреннюю изоляцию обмоток силовых трансформаторов при резонансных перенапряжениях

Аннотация

Обмотки силовых трансформаторов высокого напряжения представляют собой сложные коле­бательные контуры с собственными частотами колебаний от единиц до сотен кГц. Известно, что если частота колебаний напряжений на входных зажимах трансформатора близка к одной из собственных частот колебаний обмотки, то такие колебания могут инициировать развитие вы­сокочастотных резонансных перенапряжений внутри обмоток, что создает потенциальную опас­ность для внутренней изоляции трансформатора. Наиболее распространенной причиной появления колебаний напряжения на зажимах трансформатора с частотами от десятков до сотен кГц яв­ляется многократное отражение электромагнитных волн на концах питающих кабельных линий длиной от десятков до сотен метров. С увеличением номинальных напряжений кабельных линий и с ростом их применения в последние годы наблюдается все больше случаев повреждения внутрен­ней изоляции трансформатора из-за высокочастотных резонансных перенапряжений внутри обмо­ток. Для обеспечения способности трансформаторов выдерживать высокочастотные напряжения важно оценить напряжения, воздействующие на их внутреннюю изоляцию. В последнее время по­лучили большое развитие высокочастотные модели трансформаторов (так называемые модели «белого ящика»). Их использование позволяет оценить резонансные частоты и получить качест­венную картину развития резонансных процессов в обмотках трансформаторов. Однако ограниче­ния этих моделей, а именно отсутствие частотно-зависимых потерь, не позволяют получить достоверную оценку амплитуд резонансных перенапряжений внутри обмоток. Для более точного определения напряжений на участках изоляции обмоток предпочтительно использовать прямые измерения напряжений в обмотках и передаточные функции в широком диапазоне частот. Рас­смотрены вопросы применения расчетно-экспериментальной оценка напряжений, воздействующих на внутреннюю изоляцию обмотки, на основе результатов моделирования и измерений. Также рас­смотрены задачи верификации и повышения точности расчетных моделей путем использования доступных на практике измерений