Файл: Звіт про проходження практики за темою дипломної роботи Термін практики Початок Закінчення Місце практики.docx

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

КАФЕДРА ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ

ЗВІТ

Про проходження практики за темою дипломної роботи

Термін практики	Початок________ Закінчення________
Місце практики	Інститут електродинаміки НАН України

Звіт перевірено:

Керівник практики від підприємства____

Дата _________________2021р.

Оцінка звіту_____________ Дата “___”__________________2021р.

Оцінка захисту___________ Дата “___”__________________2021р.
Київ 2021р.

Титульний аркуш

Реферат

Під час проходження практики було розглянуто роботу інституту електродинаміки НАН України, а також відбулось ознайомлення з останніми розробками інституту з застосуванням трансформаторів струму.

Робота містить три розділи, сторінок, 45 рисунків та 5 бібліографічних найменувань за переліком посилань.

Ключові слова: трансформатор струму, ізоляція, магнітопровід, похибка, обмотка, магнітопровід .

Зміст

ТС — трансформатор струму;

ХН — характеристика намагнічування;

Вступ

Переддипломна практика — це важлива складова освітньої прокрами, метою якої є набуття практичних навичок стосовно теми дипломної роботи студента, вивчення та закріплення теоретичних знань об’єкту вивчення.

---

Проходження переддипломної практики відбувалось в Інституті електродинаміки НАН України, де її завданням було:

• 
  Вивчення масштабного перетворення струму на високій напрузі за допомогою вимірювальних трансформаторів;
  
• 
  Вивчення чинників, які впливають на струмову та кутову похибки трансформаторів струму;
  
• 
  Вивчення досвіду використання тороїдальних магнітних осердь для масштабного перетворення струму;
  
• 
  Ознайомлення з будовою типових зразків трансформаторів струму класу 330 кВ з U-подібною формою первинної та з іншими видами;
  
• 
  Розгляд будови внутрішньої та зовнішньої ізоляції ТС;
  
• 
  Вивчення будови магнітних кіл трансформаторів струму;
  
• 
  Вивчення методів розрахунку параметрів трансформатору струму.
  

1. 
   Характеристика підприємства

   1. Історія

Історія Інституту електродинаміки НАН України (ІЕД НАН України) пов’язана зі створенням у  1939 році Інституту енергетики, основні наукові напрямки якого у галузі підвищення ефективності та надійності електричних систем склали основу наукової діяльності інституту. У 1947 році на базі Інституту енергетики АН Української РСР були створені два інститути, один із яких — Інститут електротехніки, перейменований у 1963 році в Інститут електродинаміки АН Української РСР.[1]

2. Відділи та основні напрямки наукових розробок

Станом на 1 січня 2021 року в структурі інституту налічується 11 наукових відділів:

• 
  Відділ №1 перетворення та стабілізації електромагнітних процесів – розвиток теорії, дослідження та розробка методів та засобів перетворення і стабілізації параметрів електромагнітної енергії.
  
• 
  Відділ №2 стабілізації параметрів електромагнітної енергії – розвиток теорії та розробка методів і технічних засобів стабілізації параметрів електроенергії.
  
• 
  Відділ №3 моделювання електроенергетичних об’єктів та систем – розвиток теорії моделювання та керування електроенергетичними об’єктами (ЕЕО) та системами (ЕЕС), розроблення моделей, методів та засобів аналізу, оптимізації і керування на базі сучасних інформаційних технологій.
  
• 
  Відділ №4 автоматизації електричних систем – аналіз, оптимізація і автоматизація режимів електроенергетичних систем та інформаційно-діагностичні системи в енергетиці.
  
• 
  Відділ №5 електричних і магнітних вимірювань – розвиток методів вимірювань і створення засобів інформаційно-вимірювальної техніки для метрологічного забезпечення потреб в енергетиці та інших галузях промисловості, в медико-біологічних галузях і наукових досідженнях.
  
• 
  Відділ №6 електромеханічних систем – підвищення ефективності та надійності процесів електромеханічного перетворення енергії.
  
• 
  Відділ №7 електромагнітних систем – розвиток теорії та методів вдосконалення процесів перетворення електромагнітної енергії в індукційних і електророзрядних системах.
  
• 
  Відділ №12 теоретичної електротехніки та діагностики електротехнічного обладнання – розвиток теорії електромагнітних процесів і полів; розробка математичних методів дослідження електричних кіл та електротехнічних систем з метою визначення їх параметрів, моніторингу та діагностики; розвиток теорії математичного і фізичного моделювання електротехнічного обладнання та розробка методів і засобів підвищення його надійності, ефективності та безпечності в експлуатації.
  
• 
  Відділ №14 оптимізації систем електропостачання – підвищення ефективності, якості та надійності функціонування електричних мереж.
  
• 
  Відділ №15 транзисторних перетворювачів – розробка теорії та створення високонадійних засобів перетворення та стабілізації параметрів електромагнітної енергії зі спеціальними параметрами.
  
• 
  Відділ №16 електроживлення технологічних систем – процеси взаємодії нестаціонарних електричних полів та імпульсних струмів з неоднорідними середовищами.[2]
  

---

3. Часопис “Технічна електродинаміка” та стаття з науковим дослідження по трансформатору струму

У 1979 році Президією Академії наук Української РСР було ухвалено започаткувати випуск журналу "Техническая электродинамика" на базі Інституту електродинаміки. Вже 1 жовтня того року був підписаний до друку перший номер журналу, який відкривався "Словом до читачів" та концептуальною статтею головного редактора. У статті було окреслено основні завдання нового часопису, мотивацію прийнятої рубрикації матеріалів тощо. До кінця 1979 року вийшли друком два номери журналу, а в подальшому випускалися щорічно по шість номерів без затримок та збоїв. Журнал висвітлює результати досліджень науковців із широкого кола проблем, він має як теоретичне постановче або узагальнююче, так і прикладне спрямування, включаючи інформацію про найбільш цікаві практичні розробки та їхнє впровадження у практику. [3]

У випуску журналу №1 2016-го року опублікована стаття про моделювання та мінімізацію похибок високовольтних електромагнітних трансформаторів струму, в якій досліджені основні причини насичення магнітних систем трансформаторів струму, що призводить до спотворення їхніх вторинних струмів, серед яких ефект насичення магнітопроводу ТС. На верхньому графіку (Рис 1.1Error: Reference source not found) зображено вторинній струм без врахування ефекту насичення, на нижньому з його врахуванням [4].

Рис. 1.1 Графіки вторинного струму ТС а) без врахування ефекту насичення, б) з врахуванням ефекту насичення.

Ці спотворення призводять, наприклад, до затримок спрацювань реле часу максимального струмового захисту через недооцінку середньоквадратичного значення струму. Також в статті розглянуто результати аналізу основних характеристик та особливостей нових сучасних математичних моделей трансформаторів струму високовольтних електричних мереж, що враховують впливи залишкової індукції, насичення магнітопроводу та дозволять більш ефективніше проводити мінімізацію похибок ТС.

2. 
   Конструкції трансформаторів струму різних класів напруг

Трансформатори струму до 1000В в більшості випадків розміщуються в закритих приміщеннях чи корпусах пристроїв. Корпуси таких ТС виготовляються з пластику або відливають з епоксидного компаунду. В конструктивному виконанні ТС до 1000 В бувають опорними, шинними та прохідними, з власною та без власної первинної обмотки, з роз’ємним та нероз’ємним магнітопроводом (Рис 2.1) .

---

Рис. 2.2 а) ТС з власною первинною обмоткою (Т-0,66-1), б) ТС без власної первинної обмотки та роз’ємним магнітопроводом (SCT-T35).

Опорні ТС кріпляться на певній опорній площині за допомогою металевої пластини, прохідні ТС кріпляться на виводах , шинні ТС кріпляться на розподільчих струмових шинах.

Магнітопровід від первинної обмотки ізолює пластик або компаунд, від вторинної вставки з електрокартону.

Магнітопровід може виконуватись стрічковим у формі тороїда або овалу. Перевагою тороїдального магнітопроводу є те, що в нього найменший коефіцієнт розсіювання, створюється практично однорідне поле та забезпечує найвищий ККД. Недоліком троїдального магнітпроводу є складність форми та виготовлення, що підвищує їх ціну.

В основному трансформатори даних класів напруг (10-35кВ) виготовляються шляхом заливання первинної, вторинної обмоток та магнітопроводу циклоаліфатичною епоксидною смолою під тиском що слугує його корпусом та головною ізоляцією. Магнітопровід зазвичай є стрічковим з холоднокатаної ізотропної сталі, тороїдальним, їх може бути два. Вторинних обмоток може бути декілька, зі своїми виводами та класами точності, одна для обліку електроенергії з класом точності 0,5, а друга для релейного захисту 10Р ТС типу ТПЛУ-10 (Рис2.2).

Рис. 2.3 а) Трансформатор струму типу ТПЛУ-10

Для напруги 35кВ характерна конструкція ТФЗМ-35 (Рис2.3), з паперово-масляною ізоляцією ланцюгового типу [5] виготовляються в керамічному корпусі (покришці) - 4 що заповнюється трансформаторним маслом, зверху закривається металевою кришку. Вторинна та первинна обмотка покривається паперовою ізоляцією з кабельного паперу. Первинна обмотка -12 у вигляді петлі, що проходить через троїдальний магнітопровід з вторинною обмоткою -13 притискаючись з зусиллям приблизно 150 Н, закріплюється обмоткотримачем -11, що закріплюється завдяки стрижню -5 всередині обмотки. Виводи первинної обмотки за допомогою двох болтів закріплюють до затискачів первинної обмотки, які через ущільнення проходять в отвори керамічної покришки . Керамічний корпус разом з кришкою -17 з дихальним кларпаном -8 та активною частиною всередині закріплюється на цоколі -16 завдяки затискному хомуту- 15, шпильок -1 та ексцентричних сухарів -2. В плиті цоколя є отвори, через які з ущільненнями проходять виводи вторинних обмоток. Затискачі вторинних обмоток - розташовують на кожусі, що знаходиться всередині цоколя і закривається кришкою.

---

Рис. 2.4 Трансформатор струму типу ТФЗМ-35

Каскадний трансформатор струму ТФЗМ-500Б-У1 (Рис. 2.4) представляє собою комплект з двох ТС, з циліндричними фарфоровими покришками, що встановлені одна на одну. Кожна ступінь являє собою окремий ТС зі своїм коефіцієнтом трансформації та ізоляцією, що відповідає певному класу напруг. Комплект вторинним обмоток – 6 містить чотири незалежні вторинні обмотки (три для реле захисту і одна для вимірів), які розміщені кожна на своєму стрічковому тороїдальному магнітопроводі. Первинна обмотка нижньої ступені – 5 вміщує 240 витків проводу, які намотані у вигляді кільця і закріплених на обмоткотримачі. Поверх обмотки розміщено електростатичний екран з фольги що електрично з’єднана з тримачем. На екран накладено ізоляцію з кабельного паперу. Нижня ступінь зверху закінчується цоколем, на якому розміщені затискачі – 3 для з’єднання первинної обмотки нижнього ступеню з вторинною обмоткою верхнього. Вторинна обмотка верхнього ступеня – 6 має один магнітопровід. Первинна обмотка верхньої ступені – 5 складається з 4-х одновиткових секцій U-подібної форми, скріплені бандажем – 3 для підвищеної електродинамічної стійкості[5].

Рис. 2.5 Трансформатор струму типу ТФЗМ-500Б-У1

Представником трансформаторів струму з паперово-масляною ізоляцією конденсаторного типу є ТФУМ330 (Рис2.5). Принциповою відмінністю даного трансформатора є конструкція первинної U- подібної обмотки – 4. Вона складається з 4-х секцій, різні комбінації з’єднань яких дають можливість діставати коефіцієнти трансформації у відношенні 1:2:4. Обмотка ізольована на повну робочу напругу, ізоляція виконана кабельним папером. Особливість пролягає в тому, що для оптимального розподілу напруги по товщині паперу в ізоляцію закладені 14 головних конденсаторних обкладинок з перфорованої фольги, між якими розташовані на краю ізоляції по чотири манжети. Остання, чотирнадцята обкладинка електрично з’єднується з затискачем заземлення. Ізоляція конденсаторного типу дозволила зменшити її товщину у порівнянні зі звичайною паперово-масляною ізоляцією в більш ніж 3 рази. Вторинні обмотки –6 розташовуються в нижній частині і практично не мають власної ізоляції. Вони знаходяться нижче заземленої обкладинки ізоляції первинної обмотки. Це дозволило помістити вторинні обмотки в металевому баку –8, закріпивши їх на первинній обмотці і разом з нею за посередністю обмоткотримача –7. На верхньому фланці баку за допомогою описаного вище механічного кріплення встановлена керамічна покришка змінного діаметру –5. До верхньої частини покришки прикріплена металева конструкція, в якій зібрані затискачі первинної обмотки, що розташовані по окружності. Переключення первинної секції первинної обмотки відбувається завдяки перемикача –3, зо розташований ззовні трансформатора.

---