НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(76) Июль - Сентябрь 2019

Учет энергии частичных разрядов в математической модели термофлуктуационных процессов силового кабеля

Выпуск № 2 (75) Апрель - Июнь 2019
Авторы:

Дубяго Марина Николаевна,
Полуянович Николай Константинович,
Бурьков Дмитрий Владимирович
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2019-2-127-140
Аннотация

Показано, что наличие примесей либо продуктов окисления, возникающих в результате нагрева в изоляции, приводит к возникновению токов утечки. Получена формула расчета мощности, выделяемой активной составляющей тока утечки. Получена математическая модель, позволяющая рассчитать мощность ЧР, а также определить расположение включения m1 в основной изоляции, обусловленное мощностью активной составляющей тока утечки при его возникновении в основной изоляции кабеля.



Расчет изменения теплового потока, проходящего через слои изоляции кабеля, проводится в зависимости от радиальных расстояний методом кусочно-заданных функций с учетом теплового сопротивления включения. Предлагаемая математическая модель (7) позволяет наряду с послойным расчетом изотерм в поперечном сечении кабеля определять наличие включений в изоляционном материале. Предлагаемая математическая модель учитывает тепловые потери, вызванные ЧР в изоляции кабеля, и их влияние на профиль распределения температур в характерных точках сечения СКЛ. Методика, предлагаемая в разработанной модели, позволяет проводить учет тепловых потерь на основе тепловых и геометрических размеров включения, что не было учтено в указанных выше моделях. Это позволит получить температуру по всем слоям СКЛ, отталкиваясь от радиальных расстояний, параметров включения, обусловливаемых током жилы изоляции, как основныхтемпературообразующих факторов.



Разработано программное обеспечение «Система измерения и расчета термофлуктуационных характеристик СКЛ (SMaCTC)» [1], основанное на математической модели температурного поля в сечении кабеля. Программное обеспечение отличается от существующих возможностью послойного контроля термофлуктуационных процессов по значению температуры на поверхности кабеля.


Ключевые слова: энергия частичных разрядов, термофлуктуационные процессы, изоляционные материалы, силовые кабели, ток утечки, тепловые потери, износ, прогнозирование, неразрушающий метод контроля

Список литературы

1. Полуянович Н.К., Дубяго М.Н. «Система» измерения и расчета термофлуктуационных характеристик силовых кабельных линий (SMaCTC): свидетельство о гос. регистрации программ для ЭВМ. – № 2018612492 от 16.02.2018.



2. Меркулов В.И. Математическое моделирование в электроизоляционных конструкциях: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001. – 156 с.



3. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 367 с.



4. Коржов А.В., Томашева Е.В. Энергетическая диаграмма силового кабеля для анализа активных потерь, влияющих на состояние изоляции // Вестник ЮУрГУ. Серия: Энергетика. – 2008. – № 11. – С. 29–31.



5. Моделирование тепловых процессов в кабеле с изоляцией из сшитого полиэтилена средствами Matlab и Simulink / Е.С. Зайцев, В.В. Корольков, В.Д. Лебедев, В.В. Можжухина // Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB : труды V Международной научной конференции. – Харьков, 2011. – С. 615–622.



6. Широков О.Г., Зализный Д.И. Тепловые схемы замещения электроэнергетических устройств // Наукоемкие технологии. – 2008. – № 2. – С. 63–67.



7. Яворский Б.М., Детлаф А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. – М.: Наука, 1979.



8. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. – М.: Наука, 1974.



9. Основы кабельной техники: учебник для студентов высших учебных заведений / В.М. Леонов, И.Б. Пешков, И.Б. Рязанов, С.Д. Холодный; под ред. И.Б. Пешкова. – М.: Академия, 2006. – 432 с.



10. Основы кабельной техники / В.А. Привезенцев, И.И. Гроднев, С.Д. Холодный, И.Б. Рязанов; под ред. В.А. Привезенцева. – М.; Л.: Энергия, 1967.



11. IEC 60034-1: 2004. Rotating electrical machines. Pt. 1. Rating and performance. – 137 р.



12. Полуянович Н.К., Дубяго М.Н. Термофлуктуационный метод диагностики состояния изоляционных материалов СКЛ и прогнозирование их остаточного ресурса // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2018. – Т. 61, № 5. – С. 66–71.



13. Дубяго М.Н., Пшихопов В.Х., Полуянович Н.К. Оценка и прогнозирование изоляционных материалов силовых кабельных линий // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 7. – С. 230–237.



14. Горелова В.Л., Мельникова Е.Н. Основы прогнозирования систем. – М.: Высшая школа, 1986. – 267 с.



15. Дубяго М.Н., Полуянович Н.К. Термодинамический способ выявления деструкции изоляции в задачах диагностики и прогнозирования ресурса кабельных систем // Инженерный вестник Дона. – 2017. – № 3 (46). – С. 25.



16. Дубяго М.Н., Полуянович Н.К., Пшихопов В.Х. Метод исследования термофлуктуационных процессов в задачах диагностики и прогнозирования изоляционных материалов // Вестник Донского государственного технического университета. – 2017. – Т. 17, № 3 (90). – С. 117–127.



17. Dubyago M.N., Poluyanovich N.K. Thermal processes of the isolating materials in problems of nondestructive diagnostics of the main and power supply systems // EAI Endorsed Transactions on Energy Web. – 2018. – Vol. 5 (16). – P. 1–4.



18. Dubyago M.N., Poluyanovich N.K. Prediction of residual life of isolating materials in the process of thermal power equipment deterioration // International Conference on Advances in Energy, Environment and Chemical Engineering 2015 (AEECE 2015). – Amsterdam: Atlantis Press, 2015. – P. 49–54.



19. Dubyago M.N., Poluyanovich N.K. Thermal processes of the isolating materials in problems of nondestructive diagnostics of the main and distributive power stations // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – Vol. 229. – P. 012036.



20. Dubyago M.N., Poluyanovich N.K. Estimation of insulating materials depreciation and forecasting the residual cable resource considering the current core temperature // International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing. – 2019. – Vol. 7, N 1. – P. 415–420.

Для цитирования:

Дубяго М.Н., Полуянович Н.К., Бурков Д.В. Учет энергии частичных разрядов в математической модели термофлуктуационных процессов силового кабеля // Научный вестник НГТУ. – 2019. – № 2 (75). – С. 127–140. – DOI: 10.17212/1814-1196-2019-2-127-140.

 

 

For citation:

Dubyago M.N., Poluyanovich N.K., Burkov D.V. Uchet energii chastichnykh razryadov v matematicheskoi modeli termofluktuatsionnykh protsessov silovogo kabelya [Accounting for the partial discharge energy in the mathematical model of power cable thermal fluctuation processes]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaScience bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2019, no. 2 (75), pp. 127–140. DOI: 10.17212/1814-1196-2019-2-127-140.

Просмотров: 161