Введение к работе
Актуальность работа. Необходимость обеспечения про:лш-внного комплекса Украины современным электротехнически.! борудованием, согласно Государствешюй научна-технической рограммы "Электросбережениэ в электроэнергетике", требует азработки, внедрения и организации серийного выпуска на редприятиях Украины новых видов силоеых трансформаторов.
Современные энергоемкие установки (дуговые сталоплз-ильные печи, преобразовательные устройства, приводы прокэт-ых станов) являются источниками резкопеременных возмущений. ёучет резкопеременного характера нагрузки на стадии проек-ирования вызывает в готовом трансформаторе ряд нежелэтель-ых воздействий, что приводит к снижению- эксплуатационной адежности и в итоге к повышенной аварийности.
Для создания надежного трансформаторного парка принци-иально важное значение приобретают вопросы исследования не-тационарных резкопеременных режимов работы трансформаторов другого электротехнического оборудования, разработки мето-rat исследования -и инженерных расчетов резкопеременных локтромагнитных процессов, проработки конструктивных реше-кй, обеспечивающих электродинамическую устойчивость обмоток иловых трансформаторов.
Отдельные положения диссертации выполнялись по разделу рограммы ГКНТ "Высокоэффективное генерирующее оборудование ля парогазовых и газотурбинных энергоко'мплексов".
Изложенное выше свидетельствует об актуальности диссер-ационной работы и- ее связи с соответствующими направлениями вуки и народного хозяйства.
Цель и задьчи исследования. Основной целью работы *.вля-гся разработка методов экспериментального исследования и іженерного расчета резкопеременных электромагнитных процес-эв в силовых трансформаторах, и внедрение их в практ: ty рансформаторостроения. При достижении указанной цели решены педующие задачи:
-выполнен анализ аврийности трансформаторов в системах' лектроснабжения потребителей резкопеременных нагрузок;
-разработаны устройства и методики экспериментального
исследования осредненшх и мгновенных параметров нестационарных резкопеременних режимов трансформаторов в условиях эксплуатации;
-определены, классифицированы и изучены характерные особенности нестационарных резкошременных режимов, их источники и проявления в трансформаторах;
-разработаны меидики и устройства физического моделирования резкопеременних электромагнитных процессов в трансформаторах;
-исследованы резкопеременные электромагнитные процессы в массивном полуограниченном металлическом теле;
-с учетом резкопеременного характера нагрузки исследованы системы прессовки и подпрессовки обмоток силовых трансформаторов для определения наиболее оптимальных применительно к трансформаторам, работающим п^и резкопеременной нагрузке.
Методы исследований. Используются аналитические и численные методы математической физики, методы физического моделирования, а также экспериментальные метода измерений электромагнитного поля, потерь и эксплуатационных параметров. Экспериментальные метода проводились на образцах, масштабных моделях, опытно-промышленном трансформаторе мощностью 63 МВА.
Теоретичэс к вя ценность. Разработаны принципиальные основы и методики исследования резкопеременных электромагнитных процессов, осредненшх и мгновенных параметров силовых трансформаторов. Уточнены определяющие критерии годобш электромагнитного шля в модели и оригинале применительно і нестационарным режимам силовых трансформаторов. Получеш нормализованные характеристики эквивалентной магнитной проницаемости конструкционных сталей, применяемых в трансформа-торостроении. Аналитически показана принципиальная возможность эквивалентирования определяющих параметров резкопеременного электромагнитного поля в массивных ферромагнитных j немагнитных телах.
Практическая ценность. Разработана комплексная методик! физического моделирования нестационарных электромагнитны:
процессов в трансформаторах.специального назначения. Сформулированы технические требования к трансформаторам, предназначенным для питания мощных пирометаллургических технологических установок. Выявлены рекомендации для осуществления прессовки и подпрессовки систем возбуждения силовых трансформаторов специального назначения. Определены характерные особенности нестационарных воздействий в сочетании с аварийностью силовых трансформаторов.
Научная новизна. Впервые выполнен комплекс теоретических исследований и экспериментальных измерений нестационарных эксплуатационных параметров силовых трансформаторов, обобщены и систематизированы их наиболее характерные особенности. Конкретизирована теория физического моделирования электромагнитных процессов в силовых трансформаторах при нестационарных резкопеременных режимах. Сформулированы методологические основы измерения осредненных и мгновенных величин трансформаторов, физического моделирования резкопеременных электромагнитных процессов, а также разработаны специализированные устройства для решения указанных задач". -
Реализация результатов работы. Обобщенные и систематизированные характерные особенности нестационарных резкопеременных режимов силовых трансформаторов, методики физического моделирования и отдельные специальные устройства использованы во Всеукраинском институте трансформаторостроения ( г. Запорожье) и Институте электродинамики АН Украины (г. Киев) при разработке трансформаторов специального назначения, предназначенных для питания мощных дуговых сталеплавильных печей.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались:
- на научно-технической городской конференции молодых
специалистов и ученых (г. Запорожье, 1992 г.);
- на заседании электротехнической секции научно-
технической конференции Запорожского машиностроительного ин-
зтитута (г. Запорожье, 1993-1994 гг.);
- на заседании электротехнической секции 'отдела диаг-
їостики Украинского института трансформаторостроения (г. За-
порожье, 1Q93- 1994 гг.);
на семинаре "Электромагнитные и тепловые процессы в электрических машинах" научного совета АН Украины (ИЭД АН Украины, г. Киев, 1992-1994 гг.);
на семинаре "Нелинейные крайне задвчи математической физики и их приложения" научного совета АН Украины (Ин-т математики АН Украины, і*. Киев, 1993 гг.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 10 публикациях, в том числе: 6 статьях, 1 препринте, 2 тезисах докладов, 1 научном отчете.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, списка литературы (84 наименования) и приложения. Изложена на234стр., из них 147 стр. машинописного текста, 70 рисунков, 17 таблиц. Список литературы представлен на 11 стр., приложение-на стр.
