Испытания • Сертификация

Сегодня в рамках создания компанией «Россети» Федерального испытательного центра завершается разработка основных технических решений. Определяются предварительные технические параметры, перечень необходимых лабораторий, разрабатывается схема внешнего электроснабжения и т.д.
Оптимальные организационно-технические условия для проведения электродинамических испытаний трансформаторно-реакторного электрооборудования рассматривают в своем материале ведущие эксперты в этой области.

О СОЗДАНИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА
Электродинамические испытания силовых трансформаторов на стойкость к токам КЗ

Юрий Дементьев, зам. генерального директора, главный инженер
Владимир Смекалов, к.т.н., руководитель Дирекции электрооборудования и ЛЭП
Юрий Шакарян, д.т.н., профессор, научный руководитель
Александр Хренников, д.т.н., главный научный сотрудник Дирекции электрооборудования и ЛЭП
ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», г. Москва

Алексей Кувшинов,
д.т.н., профессор кафедры «Электроснабжение и электротехника», Тольяттинский государственный университет

Испытания являются единственным способом получения достоверной информации о характеристиках, свойствах и поведении высоковольтного электротехнического оборудования, особенно нового, в различных условиях работы, включая и аварийные режимы.

В настоящее время в Европе функционируют независимые испытательные центры, которые объединены в Международную ассоциацию испытательных центров (STL).

В России центры, обеспечивающие проведение полного цикла испытаний электротехнического оборудования, сейчас отсутствуют. Назрела острая необходимость создать такой испытательный центр.

Общая стоимость строительства нового центра, по предварительным расчетам, составляет 10–12 млрд руб. Она включает необходимость разработки и закупки уникального испытательного оборудования, не выпускаемого серийно. Нужны ударные генераторы и трансформаторы, специальные выключатели на большие токи, современное измерительное оборудование, климатическая камера, камера для проведения испытаний на взрывобезопасность маслонаполненного оборудования.

Новый испытательный центр позволит не только проводить требуемые международными и отечественными стандартами испытания, но и обеспечить выход на международный рынок российского оборудования без дополнительных процедур сертификации за рубежом, после того как выдаваемые в России протоколы испытаний получат международное признание.

Такое решение обосновывается необходимостью проведения испытаний мощного электрооборудования, составляющего основу Единой энергетической системы страны, и тем, что наличие современной испытательной базы во многом определяет надежность работы энергосистем и энергобезопасность страны.

К числу наиболее сложных по технической реализации, но и наиболее востребованных в настоящее время можно отнести электродинамические испытания силовых трансформаторов на стойкость к токам короткого замыкания (КЗ), проведение которых возможно только на специализированном испытательном стенде [1].

ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ В РОССИИ

Создание в начале 80-х годов прошлого века мощного испытательного стенда ВЭИ в г. Тольятти (МИС ВЭИ) для проведения электродинамических испытаний ТРЭО было обусловлено острой необходимостью решения названной проблемы в СССР и сыграло важную роль в повышении надежности проектируемого оборудования.

Непосредственная близость мощных источников, и прежде всего Волжской ГЭС, а также развитая сетевая инфраструктура дали возможность обеспечить на данном стенде (фото 1) мощность КЗ 12–18 ГВА, достаточную для проведения электродинамических испытаний трансформаторов мощностью до 666 МВА, реакторов и другого оборудования на напряжение до 500 кВ и выше.

Фото 1. Мощный испытательный стенд ВЭИ в г. Тольятти (МИС ВЭИ) на напряжение 500–1150 кВ

На МИС были разработаны схемы с использованием имевшегося оборудования, позволявшие проводить испытания мощных трансформаторов от сети 500 кВ. В период 1983–1994 гг. на этом стенде были проведены полномасштабные испытания в различных режимах около 30 силовых трансформаторов и реакторов мощностью от 25 до 666 МВА с номинальным напряжением от 110 до 750 кВ.

В рамках опытов, определявших стойкость к токам КЗ по ГОСТ 20243-88, были испытаны, например, блочные трансформаторы типа ТДЦ-400000/220, ОДЦ-333000/750, ТДЦ-250000/220, ТДЦ-80000/110, автотрансформатор типа АТДТН-63000/220/110, сверхмощный трансформатор типа ТЦ-666000/500 для Рогунской ГЭС, трансформатор мощностью 320 МВА для ЛЭП постоянного тока, автотрансформаторы АТДЦТН-125000/220/110 и АОДЦТНО-167000/500/220 для связи энергосистем 500 и 220 кВ и др.

Электрическая схема электродинамических испытаний на стойкость к токам КЗ трансформатора типа ТДЦ-250000/220 на МИС ВЭИ представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема электродинамических испытаний на стойкость к токам КЗ трансформатора типа ТДЦ-250000/220 на МИС ВЭИ

1PBB, 2PBB – разъединители; BB – выключатели для подключения и отключения сети 500 кВ; TГ-1 – промежуточные трансформаторные группы для создания необходимых величин сопротивлений и ограничения токов КЗ; A1, A4; B3, B6; C2, C5 – высоковольтные тиристорные вентили, которые собираются по схеме тиристорного ключа и являются коммутирующими аппаратами, пропускающими переменный ток в течение заданного времени; DH-1, DH-2, DH-3 – емкостные делители напряжения; Rдоб – ограничивающее сопротивление для ограничения токов КЗ в наладочных опытах; ТДЦ-250000/220 – испытуемый трансформатор с искусственно замкнутой фазой А обмотки НН; ПВ ф.В – преобразовательный вентиль фазы В; Ш1–Ш4 – малоиндуктивные токоизмерительные шунты.

В режимах многократных толчков тока, соответствующих рабочим нагрузкам, прошли испытания трансформаторы типа ЭТЦНКД-160000/110, ЭТЦНДТ-160000/35, ТРДЦНМ-100000/200000/220 московского «Электрозавода» для металлургического производства. Испытания с имитацией толчков тока нагрузки в количестве 300 тысяч опытов проводились от сети 500 кВ, трансформаторы на площадке МИС испытывались в баке с маслом [1–4].

Кроме трансформаторов, на МИС были испытаны высокочастотные заградители типа ВЗ-2000/1,0 для ЛЭП напряжением 750 кВ, токоограничивающие реакторы типа РОСТ-700 для стенда динамических испытаний, реактор типа РОМ-35 для АЭС, фильтрокомпенсирующие реакторы типа РКОС-36000/33 [4].

Эти достижения вывели МИС ВЭИ на уровень наиболее известных и передовых в техническом отношении мировых испытательных центров, таких как Les Renardi`eres (Франция), КЕМА (Нидерланды), CESI (Италия) и др. [5, 6]. Научные сотрудники и инженеры МИС получили ценнейшие экспериментальные научные и практические результаты, которые стали большим вкладом в развитие отечественного электромашиностроения, и в частности трансформаторостроения, что позволило решить проблему надежности и электродинамической стойкости силовых трансформаторов на многие годы вперед [5, 6].

С развалом бывшего СССР прекратилось централизованное финансирование текущей работы и дальнейшего развития МИС ВЭИ в соответствии с его назначением. Более того, сначала в административном порядке, а затем и фактичекски он был ликвидирован и испытания на стойкость ТРЭО к воздействию токов КЗ прекратились.

Электродинамическим испытаниям ТРЭО был нанесен ощутимый удар. В настоящее время в нашей стране такие испытания проводятся в ограниченном объеме [7–16]. Даже согласно требованиям государственного стандарта (п. 6.3 ГОСТ 11677-85) допускается подтверждать электродинамическую стойкость обмоток трансформаторов только расчетами.

Тем не менее в последние годы ситуация с испытаниями на стойкость токам КЗ улучшается и на базе существующего генераторного стенда НИЦ ВВА (ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС») прошли испытания силовые трансформаторы мощностью от 25 до 63 МВА [17, 18].

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ БАЗЫ В РАЗВИВАЮЩИХСЯ СТРАНАХ

В странах с динамично развивающейся экономикой уже поняли необходимость наличия испытательных центров.

В Индии действует и расширяется испытательный стенд в г. Бангалор для проверки электрооборудования на стойкость к токам КЗ. Возможности стенда BINA позволяют испытывать силовые трансформаторы мощностью до 333 МВА в однофазном исполнении и выключатели напряжением 220–400 кВ в настоящее время, а в дальнейшем и до 765 кВ.

Корейский участник рынка испытаний – институт KERI (Korea Electrotechnology Research Institute) образован в 1976 г., имеет финансовую поддержку со стороны правительства. Его штаб-квартира расположена в Чангвоне, а филиалы – в городах Ансан, Юванг и Кенги-до.

В Китайской Народной Республике на стенде электродинамических испытаний в г. Ксихар провинции Сиань могут проводиться испытания силовых трансформаторов мощностью до 300 МВА.

БУДУЩИЙ РОССИЙСКИЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР

При принятии решения о строительстве нового испытательного стенда в РФ необходимо было учитывать такие технические и организационные факторы, как:

1. наличие близко расположенного источника генерации с достаточной величиной мощности КЗ (S_КЗ);
2. возможность заключения соглашений между ТГК, ФСК ЕЭС, «РусГидро» и СО ЕЭС о кооперации в сфере проведения испытаний на стойкость к токам КЗ;
3. необходимость принятия отраслевых стандартов, регламентирующих проведение натурных электродинамических испытаний вновь проектируемого ТРЭО, а не подтверждение его стойкости к токам КЗ расчетными методами;
4. заинтересованность заводов-изготовителей силовых трансформаторов в проведении таких испытаний на территории РФ (чтобы снизить расходы на перевозку головных образцов трансформаторов);
5. наличие подходящей территории и инфраструктуры, в том числе железной дороги для перевозки трансформаторов;
6. наличие квалифицированного персонала;
7. достаточно близкое расположение научных центров в области электроэнергетики и электротехники для решения сложных технических проблем, возникающих в ходе испытаний, и оказания научно-методологической помощи;
8. необходимость значительных финансовых вложений в организацию и обеспечение электродинамических испытаний силовых трансформаторов и др. [1, 15–23].

Рассматривались несколько вариантов строительства центра.

1. Создание испытательного стенда для силовых трансформаторов на площадке ПС 750 кВ «Белый Раст» Московского ПМЭС с использованием здания специализированной производственной базы (СПБ) «Белый Раст», где ранее испытывались опытные образцы электрооборудования напряжением до 1150 кВ, и мощности КЗ Конаковской ГРЭС при длине линии 500 кВ «Конаковская ГРЭС – Белый Раст» 88,9 км.
2. Организация электродинамических испытаний силовых трансформаторов на ПС 750 кВ «Опытная» Валдайского ПМЭС, которая находится на расстоянии 430 м от Конаковской ГРЭС (питание осуществляется только со стороны Конаковской ГРЭС при не задействованных в опытах КЗ ВЛ 750 кВ «Опытная – Белый Раст» и «Калининская АЭС – Опытная» и сохранении транзита электроэнергии по ВЛ 750 кВ в сторону Московского энергоузла).
3. Создание испытательного стенда для силовых трансформаторов на площадке вблизи ПС 330 кВ «Восточная» Ленинградского ПМЭС МЭС Северо-Запада.
4. Модернизация и обновление существующего генераторного стенда НИЦ ВВА; возрождение МИС в г. Тольятти, где возможность испытаний мощных силовых трансформаторов и другого электрооборудования подтверждена многолетним опытом (уже имеется согласие ОАО «РусГидро» на подключение к шинам Жигулевской ГЭС для проведения таких испытаний).

О ПС «ВОСТОЧНАЯ»

Подстанция 330 кВ «Восточная» введена в работу в 1964 году и является одним из системообразующих объектов электроэнергетики операционной зоны Ленинградского РДУ, ОДУ Северо-Запада. По 33-м воздушным и кабельным линиям электропередачи она связана с другими подстанциями напряжением 110, 220 и 330 кВ, а также с крупнейшими объектами генерации региона – Ленинградской атомной электростанцией, Киришской ГРЭС, Северо-Западной, Южной, Северной, Правобережной ТЭЦ. Подстанция также обеспечивает поставку электроэнергии на Выборгский преобразовательный комплекс.

В настоящее время ФСК ЕЭС завершает реконструкцию ПС 330 кВ «Восточная», входящей в энергетическое кольцо Санкт-Петербурга.

РАСЧЕТЫ ПО ПС «ВОСТОЧНАЯ»

Были выполнены прикидочные расчеты по возможности проведения электродинамических испытаний силовых трансформаторов на ПС «Восточная».

Исходные данные:

I_КЗ = 48,0 кА (фазное значение по данным ОДУ МЭС Северо-Запада);
U_ном = 330 кВ (линейное напряжение).

Мощность КЗ системы S_КЗ = √3 · 48,0 · 330 = 27403,2 МВА.

Нормируемое значение ударного тока КЗ для обмотки ВН трансформатора:

• ТДЦ-250000/220 – 12,4 кА по стороне 220 кВ;
• ТДЦ-80000/110 – 8,26 кА по стороне 110 кВ;
• ТЦ-666000/500 – 10,28 кА по стороне 500 кВ.

Сопротивлением подводящей ВЛ пренебрегаем, считая Z_л = 0 Ом, l = 0 км.

1. При испытаниях трансформатора типа ТДЦ-250000/220:

– сопротивление КЗ (здесь и далее U в кВ, S в МВА):

;

– сопротивление КЗ сети:

.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ по стороне ВН в двухобмоточном режиме без учета промежуточных элементов схемы:

.

Согласно [3, 7, 8, 17] K_уд принимается равным 1,85 и ударный ток КЗ составит:

I_уд = I_{апер.ВН} = · К_уд · I_{КЗ ВН} = · 1,85 · 5,025 = 13,14 кА, или 106 % от нормируемого значения (12,4 кА по стороне 220 кВ).

ГОСТ требует (100±5) %. Итак, испытания на стойкость к токам КЗ возможны и I_КЗ даже превосходит нормируемые значения.

2. При испытаниях трансформатора типа ТДЦ-80000/110:

– сопротивление КЗ трансформатора:

;

– сопротивление КЗ сети:

;

– наибольший установившийся ток КЗ по стороне ВН в двухобмоточном режиме без учета промежуточных элементов схемы:

;

– значение апериодической составляющей (ударной) тока КЗ:

I_{апер.ВН} = √2 · К_уд · I_{КЗ ВН} = √2 · 1,85 · 3,22 = 8,42 кА, или 102% от нормируемого значения (8,26 кА по стороне 110 кВ). Испытания на стойкость к токам КЗ возможны и I_КЗ превосходит нормируемые значения.

3. При испытаниях трансформатора типа ТЦ-666000/500:

– сопротивление КЗ трансформатора:

;

– сопротивление КЗ сети:

;

– наибольший установившийся ток КЗ по стороне ВН в двухобмоточном режиме без учета промежуточных элементов схемы:

;

– значение апериодической составляющей (ударной) тока КЗ:

I_{апер.ВН} = √2 · К_уд · I_{КЗ ВН} = √2 · 1,85 · 4,12 = 10,77 кА, или 104,8% от нормируемого значения. Испытания на стойкость к токам КЗ возможны, и I_КЗ превосходит нормируемые значения.

Далее были проведены расчеты величин установившегося и апериодического токов КЗ по стандартной методике и сравнение их с нормируемыми значениями, рассчитанными ранее во время испытаний на стенде МИС ВЭИ.

Исходя из полученных данных, была оценена возможность испытаний на стойкость к токам КЗ трансформаторов типа ТДЦ-250000/220, ТДЦ-80000/110 и ТЦ-666000/500 на подстанциях 750 кВ «Белый Раст», «Опытная» и на ПС 330 кВ «Восточная», результаты которых приведены в выводах [2, 7, 8, 23–26].

Проведение испытаний силовых трансформаторов на электродинамическую стойкость предполагает преднамеренное создание режима КЗ на предварительно заданный интервал времени [1, 5, 6, 19, 24–26]. Такой испытательный режим создается с помощью устройств для коммутации и регулирования величины токов КЗ (синхронизированных выключателей или высоковольтных тиристорных вентилей).

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЯЕМОЙ КОММУТАЦИИ

Что касается синхронизированных выключателей, то различными фирмами предлагаются системы управляемой коммутации высоковольтных выключателей, работающие по прин-ципу «точка на кривой». Используя запатентованные рабочие алгоритмы, контроллер автоматически управляет операциями срабатывания автоматических выключателей в зависимости от напряжения питания, температуры воздуха, давления приводного механизма и т.д. Кроме того, устройство избирательно настраивает следующее срабатывание, исходя из расчета предыдущего режима работы выключателя. Модули управления остаточным магнитным потоком обеспечивают плавное включение силового трансформатора, значительно уменьшая возможность образования броска тока намагничивания [27].

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ТИРИСТОРНЫЕ ВЕНТИЛИ

Рассмотрим работу высоковольтного тиристорного вентиля (ВТВ) для управления величиной и длительностью пропускания испытательных токов КЗ, который способен включаться в необходимый момент и сохранять проводящее состояние в течение заданного количества периодов сетевого напряжения.

ВТВ собираются по схеме высоковольтного тиристорного ключа (ВТК), который является коммутирующим аппаратом, пропускающим переменный ток в течение заданного времени.

ВТВ получили широкое применение в составе преобразовательных подстанций электропередачи и вставок постоянного тока [27], статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности [28], установок управляемой продольной компенсации на линиях электропередачи переменного тока [29], вентильных преобразователей для сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии [30].

Однако во время электродинамических испытаний характер электрических воздействий на ВТВ существенно отличается от условий функционирования в составе указанных установок, но в литературе данный вопрос не исследован и требует отдельного рассмотрения. Такая задача чрезвычайно актуальна, поскольку в настоящее время существует острая необходимость в проведении электродинамических испытаний силовых трансформаторов мощностью свыше 40 МВА.

На рис. 2а показана упрощенная структурная схема ВТК, а на рис. 2б – схема замещения для определения токовых воздействий на силовые тиристоры при электродинамических испытаниях.

Рис. 2. Схема ВТК
а) упрощенная структурная схема ВТК;
б) схема замещения для определения токовых воздействий на силовые тиристоры при электродинамических испытаниях

Структурная схема ВТК представлена двумя встречно направленными цепочками последовательно соединенных силовых тиристоров – VS1₍₁₎…VS1_(n) и VS2₍₁₎…VS2_(n). Шкаф управления (ШУ) по сигналу «Пуск» формирует серию коротких управляющих импульсов УИ1, УИ2, которые по световодам передаются на потенциал тиристорного ключа (ТК) силовым тиристорам VS1₍₁₎…VS1_(n) и VS2₍₁₎…VS2_(n) и определяют количество положительных и отрицательных полупериодов тока в опыте КЗ. По окончании серии управляющих импульсов ВТК продолжает находиться в проводящем состоянии до момента снижения анодного тока включенных силовых тиристоров до нулевого значения, т.е. в течение еще половины периода сетевого напряжения.

Расчетная величина тока КЗ, как следует из схемы замещения, изображенной на рис. 2б, определяется выражением:

где I_кт – амплитуда установившегося тока КЗ на стороне высокого напряжения испытуемого трансформатора;

φ = arctg[(x_c + x_Т) / r_Т] – угол фазового сдвига тока КЗ относительно сетевого напряжения;

τ = (x_C + x_T) / (ω · r_T) = tgφ / ω – постоянная времени контура КЗ;

x_T, r_T – индуктивная и активная составляющие сопротивления КЗ испытуемого трансформатора;

ω = 2π / T, где T – угловая частота и период сетевого напряжения соответственно;

α – угол первоначального включения ВТК.

Анализ параметров силовых трансформаторов номинальной мощностью S_НОМ = (40 · 1250) МВА и номинальным напряжением сетевых обмоток 110–500 кВ позволяет отметить, что отношение индуктивной и активной составляющих сопротивления КЗ находится в пределах x_T / r_T = 24,2 · 68,3, а относительная величина постоянной времени τ*_T = τ_T / T = x_T / (2π · r_T) = 3,85 · 8,84. Поэтому угол фазового сдвига тока КЗ может быть принят равным φ = π / 2. В зависимости от типа испытуемого трансформатора амплитуда I_кт установившегося тока КЗ может находиться в пределах от ≈ 1,42 кА до ≈ 25,4 кА, а полное затухание апериодической составляющей тока КЗ займет от 12–15 до 26–35 периодов сетевого напряжения.

При α = φ ≅ π / 2 апериодическая составляющая равна нулю, и испытуемый трансформатор подвергается воздействию только установившегося тока КЗ, а силовые тиристоры ВТК подвергаются одинаковым токовым воздействиям.

При α = (φ – π / 2) ≅ 0 апериодическая составляющая тока КЗ максимальна, что существенно утяжеляет воздействия на испытуемый силовой трансформатор. В ВТК наиболее тяжелым воздействиям ударного тока с амплитудой I⁽¹⁾_VS1m ≅ (1,88 · 1,95) · I_КТ и длительностью, близкой к периоду сетевого напряжения, подвергается цепочка силовых тиристоров, которая включается первой.

Перегрузочная способность силовых тиристоров характеризуется величиной ударного неповторяющегося тока в открытом состоянии I_TSM, которая, например для силового тиристора Т193-2000 при длительности 10 мс и температуре полупроводниковой структуры 25°С, составляет I_TSM ≅ 50 кА.

Режим работы ВТК при проведении электродинамических испытаний является кратковременным, поскольку продолжительность опыта КЗ (0,1–0,2 с) существенно меньше времени установления теплового режима в полупроводниковой структуре силового тиристора (более 10 с для Т193-2000). В этих условиях перегрузочная способность силовых тиристоров ограничивается максимально допустимой температурой полупроводниковой структуры (обычно 125–150 °С), которая не должна быть превышена к моменту окончания опыта КЗ [27–34].

Следует добавить, что современная элементная база силовой электроники, кроме рассмотренных выше традиционных тиристоров, предоставляет достаточно широкий выбор других силовых полупроводниковых приборов, обладающих потенциальной возможностью для применения в составе высоковольтного вентиля. Это прежде всего мощные фототиристоры (LTT), запираемые тиристоры с интегрированным устройством управления (IGCT), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Поэтому работа по созданию высоковольтного вентиля для обеспечения электродинамических испытаний должна быть продолжена.

Таким образом, новый испытательный центр необходим для проведения испытаний различных типов и классов электрооборудования для Единой энергетической системы с целью обеспечения надежности работы энергосистем и энергобезопасности страны.

В составе Федерального испытательного центра должен быть в обязательном порядке сетевой стенд для проведения электродинамических испытаний мощных силовых трансформаторов на стойкость к токам КЗ.

В данной области имеется значительный научно-технический задел, есть расчетные методики, опыт создания нетипового инновационного электротехнического оборудования, нормативно-технические документы и стандарты по организации и проведению испытаний.

ВЫВОДЫ

1. Приведенные результаты расчетов и сравнение вариантов дают возможность сделать следующие выводы:
   • на ПС 750 кВ «Белый Раст» можно создать необходимые нормированные значения токов КЗ для испытаний на стойкость к токам КЗ трансформаторов типа ТДЦ-250000/220, ТДЦ-80000/110 и ТЦ-666000/500 при условии питания со стороны Конаковской ГРЭС и подпитки мощности КЗ по линиям «Бескудниково – Белый Раст», «Очаково – Белый Раст», «Опытная – Белый Раст». В случае подварианта с выделенной линией 500 кВ «Конаковская ГРЭС – Белый Раст» такие испытания невозможны;
   • на ПС 750 кВ «Опытная» возможно проведение электродинамических испытаний силовых трансформаторов мощностью 80 МВА/110 кВ, 250 МВА/220 кВ и даже сверхмощного 666 МВА/500 кВ при варианте питания только со стороны Конаковской ГРЭС при не задействованных в опытах КЗ ВЛ 750 кВ «Опытная – Белый Раст» и «Калининская АЭС – Опытная» и сохранении транзита электроэнергии по ВЛ 750 кВ в сторону Московского энергоузла;
   • на ПС 330 кВ «Восточная» МЭС Северо-Запада возможны электродинамические испытания силовых трансформаторов мощностью 80 МВА/110 кВ, 250 МВА/220 кВ и 666 МВА/500 кВ.
2. Синхронизированные выключатели в составе системы управляемой коммутации высоковольтных выключателей работают по принципу «точка на кривой», обеспечивают плавное включение силового трансформатора, значительно уменьшая возможность образования броска тока намагничивания.
3. Использование ВТК на базе ВТВ для проведения электродинамических испытаний силовых трансформаторов обеспечивает, в отличие от обычной коммутационной аппаратуры, высокую точность задания длительности опыта КЗ и нормирования величины апериодической составляющей тока КЗ.
4. ВТК исключает возможность возникновения анормальных и ненормированных режимов для силовых трансформаторов в ходе электродинамических испытаний, поскольку максимальная продолжительность опыта КЗ при автономном питании формирователей управляющих импульсов тиристорных ячеек от анодного напряжения принципиально ограничена, а отказ шкафа управления и исчезновение управляющих импульсов сопровождается автоматическим прекращением опыта КЗ.
5. ВТК со следящим принципом управления силовыми тиристорами обеспечивает непрерывное, без пауз, протекание тока по обмоткам испытуемого силового трансформатора во время опыта КЗ, а также многократную повторяемость опытов КЗ по величине апериодической составляющей, в том числе и опытов только с установившимся током КЗ.
6. Наиболее тяжелым токовым воздействиям силовые тиристоры подвергаются в первом и последующих нечетных полупериодах опыта КЗ при включении ВТВ с нулевым значением угла первоначального включения. Для выравнивания токовых нагрузок между силовыми тиристорами ВТК необходимо каждый последующий опыт КЗ проводить с предварительно измененным на 180 эл. гр. углом первоначального включения.
7. Продолжительность опытов КЗ во много раз меньше времени установления теплового режима в полупроводниковых структурах силовых тиристоров, поэтому конструкция ВТК может быть существенно упрощена за счет использования естественного охлаждения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хренников А.Ю., Мажурин Р.В. Мощный испытательный центр в России. Технические и организационные факторы // Новости ЭлектроТехники. 2012. № 3(75).
2. СТО 56947007-29.180.01.116-2012. Инструкция по эксплуатации трансформаторов.
3. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / Под науч. ред. Б.Н. Неклепаева. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002.
4. Хpенников А.Ю. Некоторые вопросы электродинамических испытаний мощных силовых трансформаторов на стойкость к токам КЗ // Электричество. 2007. № 12.
5. Смитс Р.П.П., Тэ Паске Л.Х. Испытания силовых трансформаторов большой мощности на стойкость при КЗ // ЭнергоЭксперт. 2009. № 4.
6. Bertagnolli G. Short-Circuit Duty of Power Transformers / ABB Transformatori – Legnano (Milano) – Italy. 1998, p. 197.
7. Лейтес Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. М., Энергия, 1981. 392 с.
8. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. Л.: Энергия, 1970. 432 с.
9. Хpенников А.Ю. Электродинамические испытания силовых трансформаторов на стойкость к токам КЗ // Промышленная энергетика. 2007. № 8.
10. Хренников А.Ю. Силовые трансформаторы. Проблемы электродинамической стойкости // Новости ЭлектроТехники. 2008. № 6(54).
11. Хренников А.Ю. Силовые трансформаторы. Методы диагностики механического состояния обмоток // Новости ЭлектроТехники. 2009. № 3(57).
12. Хренников А.Ю. Проблема электродинамической стойкости силовых трансформаторов // Промышленная энергетика. 2008. № 9.
13. Хpенников А.Ю. Основные причины повреждения обмоток силовых трансформаторов при коротких замыканиях // Электричество. 2006. № 7.
14. Хpенников А.Ю., Шифрин Л.Н. Сверхмощный трансформатор типа ТЦ-666000/500 – конструктивные решения, испытания на стойкость к токам короткого замыкания, расчеты токов КЗ // ЭЛЕКТРО. 2005. № 5.
15. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.: Энергоиздат, 2004. 616 с.
16. Горшунов В.Ю., Капустин Д.С. Электродинамическая стойкость силовых трансформаторов недостаточна // ЭнергоЭксперт. 2003. № 3.
17. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г. Техническая диагностика, повреждаемость и ресурсы силовых и измерительных трансформаторов и реакторов: монография. М.: Энергоатомиздат, 2007. 286 с.
18. Лех В., Тымински Л. Новый метод индикации повреждений при испытании трансформаторов на динамическую прочность // Электричество. 1966. № 1.
19. Хренников А.Ю. Контроль механического состояния обмоток силовых трансформаторов методами низковольтных импульсов и частотного анализа // Промышленная энергетика. 2009. № 3.
20. Хренников А.Ю. Метод оценки состояния обмоток силовых трансформаторов по значению сопротивления КЗ // Промышленная энергетика. 2010. № 2.
21. Лурье А.И. Электродинамическая стойкость трансформаторов при коротких замыканиях и пути ее повышения // Электротехника. 1975. № 4.
22. Лурье А.И., Мильман Л.И., Шлегель О.А., Червяков В.А. Результаты испытаний трансформатора ТДТН-25000/110 на стойкость при КЗ // Электротехника. 1987. № 4.
23. Львов М.Ю., Львов Ю.Н., Дементьев Ю. А., Антипов К.М., Сурба А.С., Шейко П.А., Неклепаев Б.Н., Шифрин Л.Н., Кассихин С.Д., Славинский А.З., Сипилкин К.Г. О надежности силовых трансформаторов и автотранс-форматоров электрических сетей // Электрические станции. 2005. № 11.
24. Хpенников А.Ю. Выявление деформаций обмоток трансформатора типа ТЦ-666000/500 при электродинамических испытаниях на стойкость к токам короткого замыкания // Известия вузов «Электромеханика». 2007. № 5.
25. Хpенников А.Ю., Назарычев А.Н., Новоселов Е.М. Электродинамическая стойкость силовых трансформаторов (реакторов) при коротких замыканиях: повреждения, испытания и диагностика: учебное пособие / ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». Иваново, 2011. 92 c.
26. Таджибаев А.И., Хpенников А.Ю. Анализ деформаций конструктивных элементов трансформаторного оборудования: монография. СПб.: ПЭИПК, 2012. 80 с.
27. PORTALES E., FILION Y., MERCIER A. Transformer-controlled switching taking into account residual flux – Modelling transformers for realistic results in system studies // RECIFE 2011, p. 68.
28. Лытаев Р.А., Таратута И.П. Высоковольтная преобразовательная техника // Электротехника. 1991. № 12.
29. Кузьменко В.А., Таратута И.П., Чуприков В.С. Статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (опыт разработки и внедрения) // ЭЛЕКТРО. 2003. № 5.
30. Ивакин В.Н., Магницкий А.А., Шульга Р.Н. Применение установок тиристорно–управляемой продольной компенсации на линиях электропередачи переменного тока // Электротехника. 2006. № 9.
31. Антонов Б.М., Кувшинов А.А., Курносов Б.Д., Лабунцов В.А., Лазарев Н.С., Стукачев В.А. Характеристики и конструкция вентильных преобразователей для сверхпроводящих накопителей // Электричество. 1995. № 8.
32. А.с. 1769314 (СССР) МКИ Н02М 1/00, 7/10. Высоковольтный тиристорный вентиль / А.А. Кувшинов. – № 4819979/07. – Заявлено 28.04.90. – Опубл. 15.10.92. – Бюл. № 38.
33. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. М.: Издательский дом Додэка–ХХI, 2001. 384 с.
34. Герасименко А.А., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии. Изд. 2-е. Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. 715 с.