Контакты
140008, г. Павлодар, ул. Ломова, 64 Тел.: 8 (7182) 67-36-85 Факс: 8 (7182) 67-37-02 Приёмная комиссия: 8 (7182) 67-37-73 E-mail: pgu@tou.edu.kz

Научно-инновационный HUB

Русский

ИРН AP14972779 «Совершенствование защиты трехфазного трансформатора от витковых замыканий c учетом его нелинейности»

ИРН AP14972779 «Совершенствование защиты трехфазного трансформатора от витковых замыканий c учетом его нелинейности»

Сроки реализации: 20.10.2022-31.12.2024

В настоящее время для защиты трансформаторов используются максимальные токовые, дифференциальные и газовые защиты. Токовые защиты обладают недостаточной чувствительностью к витковым замыканиям и не способны отключить трансформатор в начальный момент повреждения. Газовые защиты нельзя использовать на «сухих» трансформаторах, а время ее срабатывания при витковом замыкании сильно зависит от температуры масла на момент аварии и числа замкнувшихся витков и может составлять 0,1-1,0с. В связи с этим, величина повреждения трансформатора достигает серьезных масштабов, когда стоимость его ремонта сопоставима со стоимостью нового трансформатора.

Преимуществом перед классическими защитами обладают защиты построенные на магнитных трансформаторах тока. Весомый вклад в разработку теории и реализации защит на МТТ внесли Чечушков Г.А., Синиче Кудзе, Засыпкин А.С., Гаген А.Ф., Пястолов А.А., Новожилов А.Н., и многие их коллеги. Однако их разработанные защиты обладают недостатками, обусловленными наличием зон нечувствительности к повреждениям обмоток.

Цель проекта: Целью проекта является разработка защиты трехфазных трехобмоточных трансформаторов от замыканий в обмотках

Ожидаемые и достигнутые результаты: Результаты, достигнутые за 1-й год исследований Результаты, достигнутые за 2-й год исследований
За 2022 год: проведен поиск и глубокий анализ всей доступной информации по вопросу защиты трансформаторов, а так же будет совершенствоваться метод моделирования магнитных полей рассеяния обмоток трансформатора между стержнями с учетом нелинейности магнитопровода для нужд релейной защиты с достаточной для нее точностью.

Статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях (журналах), рекомендованных КОКСОН МОН РК:

1) Моделирование ЭДС МТТ расположенного между стержнями сердечника силового трансформатора / Колесников Е. Н., Новожилов А.Н., Рахимбердинова Д. М., Новожилов Т. А. // Вестник Торайгыров университета. Серия Энергетическая. – 2022. – № 4. – С. 187-195.

Статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях (журналах), рекомендованных КОКСОН МОН РК:

1) Совершенствование метода определения сопротивлений и токов в короткой сети при дуговых замыканиях / Д. М. Рахимбердинова, А. Н. Новожилов, Е. Н. Колесников, Т. А. Новожилов // Вестник Торайгыров университета. Серия Энергетическая. – 2023. – № 1. – С. 289-301

2) Конструкционные особенности магнитных преобразователей тока / Д. М. Рахимбердинова, А. Н. Новожилов, Е. Н. Колесников,  Н.Ш Жуматаев, Т. А. Новожилов // Вестник Торайгыров университета. Серия Энергетическая. – 2023. – № 2. – С. 304-313

3) Магнитный преобразователь тока с двумя магнитопроводами / Д. М. Рахимбердинова, А. Н. Новожилов, Е. Н. Колесников,  Н.Ш Жуматаев, Т. А. Новожилов // Вестник Торайгыров университета. Серия Энергетическая. – 2023. – № 3. – С. 145-153

За 2023 год усовершенствован метод моделирования магнитных полей рассеяния обмоток трансформатора между стержнями с учетом нелинейности магнитопровода для нужд релейной защиты с достаточной для нее точностью. Разработана экспериментальная установка. Усовершенствован метод моделирования магнитного поля рассеяния обмоток трансформатора на стержне с учетом нелинейности магнитопровода для нужд релейной защиты с достаточной для нее точностью. Усовершенствована математическая модель трехфазного трехобмоточного трансформатора, позволяющую моделировать токи в обмотках в установившихся и переходных режимах нормального, анормального и аварийного типа с учетом нелинейности магнитопровода с точностью, удовлетворяющей нуждам релейной защиты. Будут опубликованы 2 статьи в рецензируемых зарубежных и(или) отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН МОН РК. По результатам исследования будет опубликована статья в журнале из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющем процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50.

Статьи в республиканских и зарубежных международных научных конференциях:

1) Анализ конструкционных особенностей коротких сетей на рудотермических производствах /Рахимбердинова Д.М, Колесников Е.Н. // Технические науки: проблемы и решения: сборник статей по материалам LXVII международной научно-практической конференции. – Москва. – 2022. – №12(62). – С.48-56.

2) Анализ влияния ферромагнитных элементов трансформатора на распределение магнитных полей рассеяния обмоток / Рахимбердинова Д.М,

Колесников Е.Н. // Технические науки: проблемы и решения: сборник статей по материалам LXVII международной научно-практической конференции. – Москва. – 2022. – №12(62). – С.43-48.

Статьи в республиканских и зарубежных международных научных конференциях:

1) Магнитный преобразователь тока на герконе / Жуматаев Н. Ш., Рахимбердинова Д. М., Колесников Е. Н., Исенов Ж. С. // Технические науки: проблемы и решения: сборник статей по материалам LXХVI международной научно-практической конференции. – Москва. – 2023. – №9(70). – С.43-48

2) Колесников Е.Н. Моделирование виткового замыкания во вторичных обмотках трехфазного трехобмоточного трансформатора / Е.Н. Колесников, Д.М. Рахимбердинова, Ж. Исенов // Технические науки: проблемы и решения: сб. ст. по материалам LXXVII Международной научно-практической конференции «Технические науки: проблемы и решения». – № 10(71). – М., Изд. «Интернаука», 2023.

За 2024 год: будет усовершенствована математическая модель трехфазного трехобмоточного трансформатора, позволяющую моделировать токи в обмотках при витковом замыкании в первичной или вторичной обмотке с учетом нелинейности магнитопровода с точностью удовлетворяющей нуждам релейной защиты. Будет усовершенствована защита на МТТ от электрических повреждений обмоток трехфазного трехобмоточного ассиметричного трансформатора и разработана конструкцию креплений элементов. Будет разработана конструкторская документация на шкаф защиты для реализации защиты на МТТ от электрических повреждений обмоток трехфазного трехобмоточного ассиметричного трансформатора, а также разработана SCADA оболочка для HMI панели шкафа защиты на МТТ. Будут изготовлен опытный образец системы защиты на МТТ от электрических повреждений обмоток трехфазного трехобмоточного ассиметричного трансформатора, и проведены исследования с его помощью. По результатам исследования будет опубликована статья в рецензируемом зарубежном в журнале из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющем процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50, а также 2 статьи в рецензируемых зарубежных и(или) отечественных изданиях, рекомендованных КОКСОН МОН РК. Ожидаемые результаты будут опубликованы в сборнике материалов международной конференции. Будет получен патент на изобретение в Российских патентных бюро.

    

Состав научно-исследовательской группы:

Колесников Евгений Николаевич 09.04.1989 г.

Научный руководитель проекта
Доктор PhD

Основное место работы: постодокторант кафедры «Электротехника и автоматизация»

НАО «Торайгыров университет»

Область научных интересов:

- релейная защита трансформаторов.
Scopus Author ID: 57198003176
ORCID: 0000-0002-2334-5146

Список публикаций и патентов:

  1. Новожилов А.Н., Колесников Е.Н., Исупова Н.А. и др. Анализ методов моделирования коммутационных переходных процессов в электрических сетях с изолированной нейтралью // Электротехника. – 2013. – №1. – С. 7-10.
  2. Новожилов А.Н., Колесников Е.Н., Исупова Н.А. и др. Моделирование коммутационных переходных процессов в электрических сетях с изолированной нейтралью // Вестник ПГУ. – 2010. – №4. – С. 67-74.
  3. Новожилов А.Н., Колесников Е.Н., Волгина Е.М. и др. Моделирование работы трехфазного трехобмоточного трансформатора // Вестник ПГУ. – 2019. – №2. – С. 62-75.
  4. Volgina E., Novozhilov A., Kolesnikov E. et al. Simulation of three-phase transformer operational conditions // News of the national academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. – 2019. – Vol. 5(437). – P. 26-33.
  5. Новожилов А.Н., Новожилов Т.А., Колесников Е.Н. Моделирование токов в обмотках трехфазного трехобмоточного трансформатора при витковом замыкании // Технические науки: проблемы и решения: матер. 22-й междунар. науч.-практ. конф. – М., 2019. – С. 149-160.
  6. Новожилов А.Н., Колесников Е.Н., Новожилов Т.А. Моделирование виткового замыкания в обмотках трехфазного трехобмоточного трансформатора // Электротехника. – 2020. – №12. – С. 20-24.
  7. Novozhilov A.N., Kolesnikov E.N., Novozhilov T.A. Coil Shorting Simulation in the Windings of a Triple-Phase Three-Winding Transformer // Russian Electrical Engineering. – 2020. – Vol. 91(4). – P. 737-741.
  8. Новожилов А.Н., Новожилов Т.А., Колесников Е.Н. Моделирование виткового замыкания во вторичных обмотках трехфазного трехобмоточного трансформатора // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «XI Торайгыровские чтения». – Павлодар, 2019. – С. 187-195.
  9. Новожилов А.Н., Новожилов Т.А., Кудабаев Д.А, Колесников Е.Н. Моделирование токов замыкания на землю обмотки статора асинхронного двигателя в сети с изолированной нейтралью // Электротехника. – 2013. – №2. – С. 38-42.
  10. Новожилов А.Н., Кудабаев Д.А, Колесников Е.Н. Методы моделирования токов замыкания на корпус асинхронного двигателя в сети с изолированной нейтралью // Электромеханические преобразователи энергии: матер. 5-й юбил. междунар. науч.-техн. конф. – Томск, 2011. – С. 43-53.
  11. Новожилов А.Н., Новожилов Т.А., Колесников Е.Н. Методы моделирования токов однофазного замыкания на корпус при изолированной нейтрали // Интернаука. – 2020. – №10(139), ч. 2. – С. 8-10.
  12. Novozhilov A.N., Kolesnikov E.N., Isupova N.A., Kudabaev D.A. Analysis of modeling os switching transients in electrical networks with an isolated neutral // Russian Electrical Engineering. – 2013. – Vol. 84(1). – P. 6-8.
  13. Novozhilov A.N., Kolesnikov E.N., Novozhilov T.A. et al. Simulation of fault-to-ground currents in the winding of an asynchronous motor stator in a network with insulated neutral // Russian Electrical Engineering. – 2013. – Vol. 84(2). –                                      P. 89-93.
  14. Novozhilov A.N., Novozhilov T.A., Volgina E.M., Kolesnikov E.N. et al. Magnetic field scattering of a transformer winding on a round rod for a safety relay // Russian Engineering Research. – 2020. – №9. – P. 710-714.
  15. Новожилов А.Н., Новожилов Т.А., Колесников Е.Н. и др. Моделирование магнитных полей рассеяния обмоток трансформатора на круглом стержне для релейной защиты // Вестник машиностроения. – 2020. – №6. – С. 12-15.
  16. Иннов. пат. 27096 РК., МПК Н02Н 7/04. Устройство защиты симметричного трехфазного трансформатора от электрических повреждений обмоток / Новожилов А.Н., Нефтисов А.В., Колесников Е.Н.; опубл. 14.06.13, Бюл. №6. – 3 с.
  17. Иннов. пат. №26738 РК. МПК Н02Н 7/04. Устройство защиты трехфазного трансформатора от замыканий обмоток / Новожилов А.Н., Новожилов Т.А., Колесников Е.Н. и др.; опубл. 15.03.13, Бюл. №3. – 3 с.

 Новожилов Александр Николаевич 

 Научный консультант
Доктор технических наук, профессор

Основное место работы: профессор кафедры «Электроэнергетика»

НАО «Торайгыров университет»

Область научных интересов:

- Релейная защита электроэнергетических систем и систем электроснабжения.
Scopus Author ID: 7003623335

Список публикаций и патентов:

По направлению проекта имеются следующие публикации: 41 статья в журналах индексируемых в базе данных Scopus; более 100 патентов Республики Казахстан и Российской Федерации. Индекс Хирша 5 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7003623335).