Анотація до роботи:

Горпинич О.В. Оцінка надійності електрообладнання при зниженій якості електроенергії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – Електричні станції, мережі і системи. – Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2005.

Дисертація присвячена розробці методів розрахунку показників функціональної надійності силових трансформаторів, асинхронних двигунів і кабельних ліній при зниженій якості електроенергії.

Виконано аналіз закономірностей виникнення поступових відмов ЕО, обумовлених прискореним старінням ізоляції за рахунок несинусоїдальності і несиметрії напруг. Розроблені математичні моделі силових трансформаторів, АД і КЛ, які дозволяють оцінити вплив імовірнісних характеристик несинусоїдальності і несиметрії напруг на зниження їх надійності.

Запропоновано модель електричного старіння ізоляції ЕО, яка враховує імовірнісні характеристики амплітуди несинусоїдальної кривої напруги і відображає дію фаз окремих ВГ напруги.

Виконано прискорені випробування на надійність при підвищеній напрузі з застосуванням статистичних методів, які підтверджують адекватність розробленої моделі електричного старіння ізоляції КЛ.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-практична задача розробки методів розрахунку показників надійності ізоляції електрообладнання за наявності несинусоїдальності і несиметрії напруг, що дозволяє скорегувати існуючі стандарти в області ЯЕ, виходячи з впливу несинусоїдальності і несиметрії напруг на надійність силових трансформаторів, асинхронних двигунів і кабельних ліній, здійснити на більш високому рівні техніко-економічний аналіз методів і засобів підвищення ЯЕ, створити умови для прийняття науково обґрунтованих рішень по розвитку СЕП і вибору стратегії експлуатації ЕО.

Проведені дослідження дозволили зробити такі висновки:

1. Обґрунтовано метод розрахунку, дозволяючий оцінити кількісно зв’язок між характеристиками несинусоїдальності і несиметрії напруг та показниками функціональної надійності ізоляції ЕО.

2. Встановлено по температурі найбільш нагрітої точки обмотки розподільного трансформатора, що при > 8 % і коефіцієнті завантаження відбувається значне зниження надійності (у 3 рази і більше) через теплове старіння ізоляції. Сукупна дія несинусоїдальності і несиметрії напруг (при допущенні про відсутність їх взаємного впливу) призводить до зниження надійності більш ніж у 1,5 рази при % і 3 %.

3. Встановлено за допомогою теплової моделі АД потужністю до 250 кВт, котрий розглядається як неоднорідне фізичне тіло, що значне зниження надійності відбувається при > 20 %. При % надійність знижується у 3 рази і більше у порівнянні з нормальним режимом роботи. При сукупній дії несинусоїдальності і несиметрії напруг (при допущенні про відсутність їх взаємного впливу) 15 % і % призводять до зниження надійності у 1,5 рази порівняно з випадком 8 %, %.

4. Розроблено модель теплового старіння ізоляції силових кабелів напругою до 10 кВ, яка відрізняється урахуванням втрат в жилах і ізоляції за наявності ВГ. Показано, що значне зниження надійності КЛ спостерігається тільки у випадку > 35 %.

5. Розроблено модель електричного старіння ізоляції ЕО, яка відрізняється урахуванням імовірнісних характеристик амплітуди несинусоїдальної кривої напруги і відображає дію фаз окремих ВГ напруги.

6. Доведено теоретично і перевірено експериментально, що при > 5 % переважаючий вплив на зниження надійності ЕО створює електричне старіння ізоляції, обумовлене збільшенням амплітуди несинусоїдальної кривої напруги. Експериментальна перевірка теоретичної моделі надійності КЛ показала, що похибка у визначенні ймовірності безвідмовної роботи склала 10,5 %.

7. Встановлено, що збільшення амплітуди кривої напруги на 6 % у порівнянні з амплітудою основної частоти призводить до зниження надійності кабельної лінії більш ніж у 2,5 рази, асинхронного двигуна і розподільного трансформатора – більш ніж у 1,5 рази.

8. Запропоновано використовувати результати досліджень для коректування існуючих стандартів в області ЯЕ.

9. При оцінці збитку від зниженої ЯЕ потрібно враховувати її дію на функціональну надійність ЕО.

10. Доведено, що при оцінці показників надійності ЕО необхідно враховувати його конструктивні особливості, умови експлуатації і стан ЯЕ.

Публікації автора:

1. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Влияние несинусоидальных режимов на надёжность электроснабжения // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2000. – Вип. 9. – С. 206 – 210.

2. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Определение показателей функциональной надёжности электрооборудования // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2003. – Вип. 13. – С. 233 – 236.

3. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Расчёт надёжности силовых трансформаторов при наличии несинусоидальности и несимметрии напряжений // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2004. – Вип. 14. – С. 255 – 260.

4. Надёжность работы электрооборудования при пониженном качестве электроэнергии / И.В. Жежеленко, Ю.Л. Саенко, А.В. Горпинич, И.А. Швецова // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2005. – Вип. 15. – С. 25 – 29.

5. Горпинич А.В., Нестерович В.В., Швецова И.А. Влияние амплитуды искажённой кривой напряжения на надёжность электрооборудования // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – 2005. – Вип. 4. – С. 119 – 123.

6. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Влияние качества электроэнергии на надёжность асинхронных двигателей // Промислова електроенергетика та електротехніка (Промелектро). – 2004. – № 1. – С. 15 – 21.

7. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Показатели надёжности силовых трансформаторов в условиях пониженного качества электроэнергии // Зб. наук. пр. IV Міжнар. наук. конф. “Ефективність і якість електропостачання промислових підприємств”. – Маріуполь, 2000. – С. 161 – 164.

8. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Применение компьютерных технологий в расчётах качества электроэнергии и надёжности электроснабжения // Сб. докл. первой междунар. науч.-практ. конф. “Вычислительная техника в информационных и управляющих системах”. – Мариуполь, 2000. – С. 138 – 140.

9. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Качество электроэнергии и надёжность электроснабжения // Тез. докл. VII региональной науч.-техн. конф., посвящённой 70-летию университета. – Мариуполь: ПГТУ, 2000. – Т.2. – С. 7.

10. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Проблема надёжности в современной электроэнергетике // Тез. докл. VIII региональной науч.-техн. конф., посвящённой 10-летию независимости Украины. – Мариуполь: ПГТУ, 2001. – Т.2. – С. 1 – 3.

11. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Учёт качества электроэнергии в расчётах надёжности электроснабжения // Тез. докл. IX региональной науч.-техн. конф. – Мариуполь: ПГТУ, 2002. – Т.2. – С. 4.

12. Саенко Ю.Л., Горпинич А.В. Определение показателей функциональной надёжности силовых трансформаторов // Тез. докл. X региональной науч.-техн. конф. – Мариуполь: ПГТУ, 2003. – Т.2. – С. 150.

13. Sayenko Y.L., Gorpinich A.V. Influence of power quality on electricity supply reliability // Proceedings V School-Conference “Electrotechnics Non-Sinusoidal Currents (EPN’2000)”. – Zielona Gra, Poland, 2000 – P. 251 – 258.

Особистий внесок здобувача в опублікованих у співавторстві роботах: [1 – 4, 7, 9, 12, 13] – метод розрахунку показників функціональної надійності силових трансформаторів; вирази для числових характеристик терміну служби ізоляції трансформатора; вирази для розрахунку додаткового нагріву ізоляції трансформатора, викликаного протіканням струмів ВГ і струмів зворотної послідовності; [6] – засіб визначення показників функціональної надійності АД загального призначення потужністю 0,5250 кВт; застосування узагальненої теплової моделі АД для розрахунку додаткового перегріву обмоток, обумовленого несинусоїдальністю і несиметрією напруг; вирази для числових характеристик терміну служби ізоляції АД; [4] – модель теплового старіння ізоляції кабельних ліній, яка дозволяє оцінити вплив ВГ на показники функціональної надійності; [5] – метод розрахунку показників функціональної надійності ЕО, який враховує дію електричного старіння ізоляції, обумовленого зростанням амплітуди спотвореної кривої напруги; [8, 10, 11] – обґрунтування необхідності досліджень в області надійності електропостачання і актуальності теми дисертації.