ВПЛИВ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ ВИСОКОЇ НАПРУЖЕНОСТІ НА СТАРІННЯ ЦЕЛЮЛОЗНОЇ ІЗОЛЯЦІЇ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА В ПАКЕТІ ПРОГРАМ FEMM
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2025.01.030Ключові слова:
трансформатор, математична модель, старіння ізоляції, пакет програм FEMM, .Анотація
Прогнозування старіння целюлозної ізоляції силових трансформаторів є важливою умовою підвищення надійності енергосистем. У роботі проаналізовано чинники деградації ізоляції з акцентом на вплив електричного поля. Для дослідження його розподілу створено математичну модель трансформатора в середовищі FEMM. Це дозволило візуалізувати просторові характеристики поля та оцінити його взаємодію з ізоляційними матеріалами. Моделювання підтвердило ключову роль електричного поля у процесах старіння целюлози. Також підкреслено значення механічних навантажень, як додаткового фактору деградації. Подальший розвиток мультифізичних моделей сприятиме підвищенню точності прогнозування, оптимізації експлуатації та подовженню ресурсу трансформаторів. Інструменти на кшталт FEMM відкривають нові можливості для комплексного аналізу старіння в енергетичному обладнанні.
Посилання
Baraban, O., Polyakov, M., & Vasilevsky, V. (2024). Setting the problem of multipole modeling of the processes of wear of cellulose insulation of a power transformer. Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Problems of improvement of electrical machines and devices. Theory and Practice, (2 (12)), 24-28. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2024.2.05
Available at https://ztr.ua/products/uploads/2015/05/Pasport-Transformator.pdf. Passport Transformator ATDTNН150 Overview accessed January 11, 2025)
Available at https://www.femm.info/ Archives/doc/manual.pdf. (accessed March 01, 2025).D. Meeker, Finite Element Method Magnetics, Version 4.2, (March 01, 2022
release).
Vasil Spasov; Enhancing the capabilities of the FEMM software by a novel torque computation method. AIP Conf. Proc. January 24, 2024; 2980 (1): 030001. https://doi.org/10.1063/5.0184368
K. B. Baltzis, The FEMM Package: A Simple, Fast, and Accurate Open Source Electromagnetic Tool in Science and Engineering, Journal volume & issue, JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW (JAN 2008), Vol. 1, no. 1, pp. 83 – 89
CIGRE D1.01.02. “Thermal Modelling and Life Management of Power Transformers.” -
Technical Brochure, 2013.
Arrhenius, S. "Über die Dissociationswärme und den Einfluss der Temperatur auf den
Dissociationsgrad der Elektrolyte." - Z. Phys. Chem., 1889.
Moser, H. “Aging and Failure Mechanisms of Paper Insulation in Power Transformers.” - Electrical Engineering Journal, 2008.
Kulkarni, S.V., Khaparde, S.A. "Transformer Engineering: Design, Technology, and
Diagnostics." - Marcel Dekker Inc., 2004.
IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers, IEEE Std C57.91-2011.
Polyakov, M. О. and Vasilevsky, V. В. (2022). Method for assessing the unevenness of aging of cellulose insulation layers of power transformer windings. Electrical Engineering and Electromechanics, (5), 47-54. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2022.5.08
Jusner, P., Schwaiger, E., Potthast, A., & Rosenau, T. (2021). Thermal stability of cellulose insulation in electrical power transformers - A review. Carbohydrate Polymers, 252, 117196.
Boss, P., Csepes, G., Der Houhanessian, V., Filippini, J., Guuinic, P., Gafvert, U., Karius, V., Lapworth, J., Urbani, G., Werelius, P. and Zaeng, W., 2003. Dielectric response methods for diagnostics of power transformers. IEEE Electrical Insulation Magazine, 19(3), pp.12-18.
L. M. Dumitran, A. Manea and T. Gorjanu, «Вплив прискореного старіння в умовах високого електричного поля та часткових розрядів на електропровідність мінеральної оливи», в IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 30, no. 4, pp. 1623-1631, Aug. 2023, https://doi.org/10.1109/TDEI.2023.3292804.
