В журнале «Вестник ИГЭУ» № 4 за 2022 год опубликованы статьи:
1. «Имитационная модель силового трехфазного трансформатора
бронестержневой конструкции с витым магнитопроводом».
Авторы: А.И. Тихонов, А.А. Каржевин, А.Н. Голубев (Ивановский Государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, г. Иваново), А.В. Стулов (ООО «НПК «АВТОПРИБОР», г. Владимир).
Стр.: 51-59.
Полный текст.
Состояние вопроса. Одно из направлений цифровизации промышленности связано с понятием цифровых двойников, позволяющих имитировать работу реальных устройств в различных режимах. В настоящее время в среде MatLab Simulink SimPowerSystem разработаны имитационные модели трехфазного трансформатора стержневой конструкции, которые могут служить основой для создания цифрового двойника реального устройства. Проблема состоит в поиске наиболее универсального метода математического описания трансформатора произвольной конструкции, на основании которого можно создать его имитационную модель. Целью настоящего исследования является разработка имитационной модели трехфазного трансформатора бронестержневой конструкции с витым магнитопроводом и исследование данной модели при работе трансформатора в установившихся и переходных режимах.
Материалы и методы. Использованы методы моделирования электрических цепей, построенных на основе теории обыкновенных дифференциальных уравнений, метод имитационного моделирования с использованием пакета MatLab Simulink SimPowerSystem.
Результаты. Оценены особенности конструкции трансформатора с броневым магнитопроводом и основные допущения при создании его имитационной модели. Построена система нелинейных уравнений для нахождения потоков и магнитодвижущей силы, создаваемых обмотками устройства. Разработана имитационная модель трехфазного трансформатора бронестержневой конструкции с витым магнитопроводом на основе полученных уравнений с использованием блока Algebraic Constraint с функцией алгебраического решателя Solver в MatLab Simulink SimPowerSystem. Приведены результаты моделирования динамических процессов в трансформаторе в различных режимах его работы.
Выводы. Результаты работы могут быть использованы при проектировании силовых трансформаторов в проектных организациях и в условиях производства. Также возможно использование разработанных моделей при эксплуатации силовых трансформаторов для анализа статических и динамических режимов работы участков электрических сетей.
2. «Моделирование трехобмоточного силового трансформатора в Matlab Simulink».
Авторы: А.В. Затонский, И.С. Долгополов (ФГАОУ ВО ПНИПУ «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (Березниковский филиал), Березники).
Стр.: 64-72.
Полный текст.
Состояние вопроса. Анализ энергоэффективности электрических сетей 110 кВ затруднен отсутствием возможности проведения экспериментов на действующем оборудовании, а именно на силовых трансформаторах. Существующие методики математического расчета электрических сетей не дают широкой возможности исследования режимов работы сетей 110 кВ. Вычислительные эксперименты в целях анализа энергоэффективности работы оборудования снижают риски повреждения оборудования и травмирования обслуживающего персонала, а также позволяют исследовать необходимые режимы работы электрической сети 110 кВ, включая силовые трансформаторы.
Материалы и методы. Модель трансформатора разработана в виртуальной лаборатории Matlab с помощью библиотеки Simpowersystem.
Результаты. Приведены паспортные данные трансформатора типа ТДТН-25000/110-У1. Исследовано применение схемы звезды вместо Т-образной схемы замещения в трехобмоточном трансформаторе. Разработаны виртуальные модели для проведения экспериментов короткого замыкания и холостого хода. Выполнен расчет кривой намагничивания сердечника трансформатора. С использованием предложенной виртуальной модели трансформатора типа ТДТН-25000/110-У1 исследованы процессы короткого замыкания и холостого хода. Показано соответствие результатов моделирования паспортным данным реального трансформатора. Получены осциллограммы броска тока намагничивания, также соответствующие реальным.
Выводы. Погрешность выполнения модели по сравнению с паспортными данными реального трансформатора не превышает 5 %. Модель рекомендуется использовать для анализа энергоэффективности электрических сетей 110 кВ. Перспективой исследования для данной модели силового трансформатора является добавление в модель условий работы регулятора напряжения под нагрузкой.