Tytuł pozycji:
Increasing the impulse electrical strength of winding insulation of high-voltage transformers
The present article delves into strategies aimed at augmenting the impulse electrical strength of the insulation in high-voltage transformer windings. The research focal point centers on an authentically produced autotransformer boasting a 330 kV voltage rating, serving as the object of inquiry. The investigation systematically probes the influence of coil winding methods on both the electrical robustness of the winding and the insulation between the discs. To assess the insulation reliability inherent in a series-wound contra shield, adhering to the transformer method, a laboratory examination was conducted by the IEC 60076-3 standard, specifically designed to evaluate the impact induced by a direct lightning strike. Subsequently, a simulation model was constructed within the VLN program to ascertain the voltage distribution in the unconventional interleaved winding approach of an alternating transformer. A lightning impulse voltage test was executed, pinpointing critical junctures. A comparative analysis was then undertaken to discern the disparities between the results obtained. Remarkably, in contrast to the contra shield method featuring wound windings, the interleaved winding technique exhibited superior impulse electrical strength and, concurrently, proved to be cost-effective.
W artykule omówiono strategie mające na celu zwiększenie udarowej wytrzymałości elektrycznej izolacji w uzwojeniach transformatorów wysokiego napięcia. Główny punkt badań skupia się na autentycznie wyprodukowanym autotransformatorze o napięciu znamionowym 330 kV, będącym przedmiotem badań. W badaniach systematycznie badany jest wpływ metod nawijania cewek zarówno na wytrzymałość elektryczną uzwojenia, jak i izolację pomiędzy tarczami. Aby ocenić niezawodność izolacji właściwą dla przeciwosłony szeregowo uzwojonej, stosującej metodę transformatorową, przeprowadzono badania laboratoryjne zgodnie z normą IEC 60076-3, specjalnie zaprojektowane do oceny uderzenia wywołanego bezpośrednim uderzeniem pioruna. Następnie w programie VLN zbudowano model symulacyjny w celu ustalenia rozkładu napięcia w niekonwencjonalnym podejściu do uzwojenia przeplatanego transformatora przemiennego. Przeprowadzono test napięcia impulsowego pioruna, identyfikując krytyczne punkty. Następnie przeprowadzono analizę porównawczą, aby dostrzec rozbieżności pomiędzy uzyskanymi wynikami. Co ciekawe, w przeciwieństwie do metody przeciwosłonowej obejmującej uzwojenia uzwojone, technika uzwojenia przeplatanego wykazała doskonałą wytrzymałość elektryczną impulsu, a jednocześnie okazała się opłacalna.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
