TY - JOUR

T1 - ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПЫТАНИЯ НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ЗАКРЫТОГО ТРЕХФАЗНОГО ШИНОПРОВОДА 10 КВ В РЕЖИМЕ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

AU - Абашева, Ульяна Николаевна

AU - Фризен, Василий Эдуардович

AU - Назаров, Сергей Леонардович

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Чтобы избежать затрат на повторные дорогостоящие квалификационные испытания, снизить материалоемкость шинопровода, целесообразно еще на этапе проектирования провести численное моделирование термических и электродинамических процессов в шинопроводе при аварийных режимах работы [1, 2]. К тому же при численном моделировании точность определения электрических параметров повышается в 2-2,5 раза по сравнению с традиционными (аналитическими) методами расчета [3]. Цель исследования заключалась в обзоре опубликованных статей по нагреву шинопроводов до 10 кВ в режиме короткого замыкания (КЗ), разработке модели системы «силовой трансформатор - шинопровод - нагрузка» при трехфазном коротком замыкании (3КЗ), проведении сравнительного анализа полученных результатов моделирования с экспериментальными данными. Методы: использовался метод численного моделирования в режиме 3КЗ, реализованный с помощью связанных нестационарных задач магнитного поля и теплопередачи. В нестационарной задаче магнитного поля был смоделирован скачок ударного тока и рассчитаны мощности тепловыделения в шинах в каждый момент времени. Полученные в программе распределения по элементам конструкции шинопровода удельной объемной мощности тепловыделения были переданы в качестве исходных данных в задачу нестационарной теплопередачи. Результаты: смоделирована система «силовой трансформатор 10 кВ - шинопровод - нагрузка», соответствующая участку реальной подстанции, в которой может использоваться шинопровод. Данные моделирования имеют хорошую сходимость с данными эксперимента, погрешность в максимальных температурах нагрева составила 3 %. Практическая значимость заключается в том, что, используя разработанную модель, можно определить реальные значения токов на рассматриваемом участке подстанции, реальные температуры нагрева. Соответственно, можно выбрать необходимые и достаточные сечения шин шинопровода, расстояния между опорными изоляторами без излишних запасов. Также с помощью разработанной модели можно обосновать необходимость предложений по модернизации.

AB - Чтобы избежать затрат на повторные дорогостоящие квалификационные испытания, снизить материалоемкость шинопровода, целесообразно еще на этапе проектирования провести численное моделирование термических и электродинамических процессов в шинопроводе при аварийных режимах работы [1, 2]. К тому же при численном моделировании точность определения электрических параметров повышается в 2-2,5 раза по сравнению с традиционными (аналитическими) методами расчета [3]. Цель исследования заключалась в обзоре опубликованных статей по нагреву шинопроводов до 10 кВ в режиме короткого замыкания (КЗ), разработке модели системы «силовой трансформатор - шинопровод - нагрузка» при трехфазном коротком замыкании (3КЗ), проведении сравнительного анализа полученных результатов моделирования с экспериментальными данными. Методы: использовался метод численного моделирования в режиме 3КЗ, реализованный с помощью связанных нестационарных задач магнитного поля и теплопередачи. В нестационарной задаче магнитного поля был смоделирован скачок ударного тока и рассчитаны мощности тепловыделения в шинах в каждый момент времени. Полученные в программе распределения по элементам конструкции шинопровода удельной объемной мощности тепловыделения были переданы в качестве исходных данных в задачу нестационарной теплопередачи. Результаты: смоделирована система «силовой трансформатор 10 кВ - шинопровод - нагрузка», соответствующая участку реальной подстанции, в которой может использоваться шинопровод. Данные моделирования имеют хорошую сходимость с данными эксперимента, погрешность в максимальных температурах нагрева составила 3 %. Практическая значимость заключается в том, что, используя разработанную модель, можно определить реальные значения токов на рассматриваемом участке подстанции, реальные температуры нагрева. Соответственно, можно выбрать необходимые и достаточные сечения шин шинопровода, расстояния между опорными изоляторами без излишних запасов. Также с помощью разработанной модели можно обосновать необходимость предложений по модернизации.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=49970912

U2 - 10.15593/2224-9397/2022.3.02

DO - 10.15593/2224-9397/2022.3.02

M3 - Статья

SP - 29

EP - 48

JO - Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

JF - Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

SN - 2224-9397

IS - 43

ER -