Шпак О. Л. Моделювання періодичних електромагнітних процесів в силових трансформаторах електроенергетичних систем

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0417U004424

Здобувач

Спеціальність

  • 05.14.02 - Електричні станції, мережі і системи

27-10-2017

Спеціалізована вчена рада

К 05.052.05

Вінницький національний технічний університет

Анотація

Об'єкт дослідження - періодичні електромагнітні процеси в силових трансформаторів як елементів електроенергетичної системи. Предмет дослідження - моделі і методи аналізу періодичних процесів в силових трансформаторах електроенергетичної системи. Методи дослідження. Теоретичною і методологічною основою дисертаційної роботи стали положення теоретичної електротехніки, теорії електромагнітних перетворювачів енергії, на основі яких отримані математичні моделі одно- та трифазних силових трансформаторів, теорії нелінійних диференціальних рівнянь, методів чисельного інтегрування, що дозволило вдосконалити метод Ньютона для розв'язання отриманих систем диференціальних рівнянь і розширити можливості оцінювання параметричної чутливості в рамках теорії чутливості. Наукова новизна одержаних результатів полягає у створенні математичних моделей силових трансформаторів як елементів електроенергетичних систем для дослідження в них періодичних електромагнітних процесів і покращення їх техніко-економічних характеристик. Зокрема: вдосконалено математичні моделі одно- і трифазного трансформаторів, що ґрунтуються на системі диференціальних рівнянь, представлених у нормальній формі Коші, і дозволяють на єдиній методологічній основі аналізувати як перехідні, так і усталені періодичні електромагнітні процеси в силових трансформаторах; вперше розроблено метод оцінювання впливу силового трансформаторного обладнання на енергоефективність систем електропостачання, що ґрунтується на застосуванні розроблених математичних моделей для створення силових трансформаторів з просторовим магнітопроводом, використання яких створює умови для зменшення втрат електроенергії під час її транспортування та покращання якості напруги в електричних мережах; розвинуто метод оцінювання чутливості до початкових умов за рахунок представлення матриці чутливості добутком двох інших матриць, перша з яких є матрицею коефіцієнтів вихідної системи рівнянь стану, яка відтворює перехідну реакцію системи на періоді, а друга - матрицею, елементи якої обчислюються з варіаційних рівнянь і є експоненціальною вільною складовою, яка гасить вимушену перехідну реакцію. Це дає змогу на основі єдиного алгоритму досліджувати перехідні, періодичні (стаціонарні) процеси та статичну стійкість електричних мереж, елементами яких є трансформатори. Практичне значення отриманих результатів. Запропоновані в роботі моделі і методи доведені до рівня прикладних положень і рекомендацій та можуть бути використані в організаціях, які проводять дослідження і аналіз електромагнітних процесів, формують стратегію розвитку електроенергетичних систем, оптимізують плани інвестування в розвиток елементної бази енергетичних систем. В результаті впровадження розробок даної роботи як окремих модулів і стандартних підпрограм розширюються функціональні можливості проектних організацій. Основні результати дослідження впроваджено в практичну діяльність ПАТ "Хмельницькобленерго", на основі яких у науковій лабораторії виготовлено трифазний трансформатор потужністю 100 кВА напругою 10/0,4 кВ з монолітною магнітною системою і груповий трансформатор потужністю 25 кВА напругою 10/0,4 кВ з просторовою магнітною системою. Методи і засоби аналізу електромагнітних процесів використовуються при розробці енергоефективної системи опалення та кондиціювання промислових приміщень з використанням трансформаторів нового типу, універсального тепло акумулятора та комбінованих систем компенсації пікового навантаження електромереж на базі суперконденсаторів. Галузь використання - електроенергетика.

Файли

Схожі дисертації