Силовий трансформатор 138/12,5 кВ — клас обладнання, для якого виконано електромагнітне й теплове моделювання.
Фото: Yoshieslunchbox · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0

Тип об’єкта: Силове обладнання

Експертиза відмов силового обладнання — мультифізичний МСЕ

Скінченно-елементний аналіз першопричин відмов ОПН, силових трансформаторів і синхронних генераторів у COMSOL Multiphysics та ANSYS

Розташування
Колумбія (регіон)
Дата
2024–2025
Категорія
МСЕ-експертиза
електромагнітний і тепловий
COMSOL
МСЕ генераторів
ANSYS
ОПН · трансформатори · генератори
3 класи

Контекст проєкту

Розташування
Колумбія (регіон)
Дата
2024–2025

Усі кейси: Колумбія Усі кейси: Силове обладнання

Коли виходить з ладу дороге обладнання — обмежувач перенапруг, силовий трансформатор, синхронний генератор — питання рідко полягає в тому, чи сталася відмова, а в тому, чому, і чи не загрожує те саме решті парку. Для регіональної енергокомпанії в Колумбії Gridradix виконав скінченно-елементну експертизу пошкодженого обладнання: ОПН, що зазнали грозових перенапруг зі швидким фронтом і тимчасових перенапруг від однофазних замикань на землю; силових трансформаторів під електричними й тепловими навантаженнями; та синхронних генераторів, змодельованих електромагнітно в ANSYS. Кожне дослідження поєднувало відтворення події на рівні EMT із мультифізичним моделюванням на рівні компонента, щоб точно встановити механізм відмови.

Силовий трансформатор 138/12,5 кВ — клас обладнання, для якого виконано електромагнітне й теплове моделювання.
Силовий трансформатор 138/12,5 кВ — клас обладнання, для якого виконано електромагнітне й теплове моделювання. Yoshieslunchbox · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0

Обсяг робіт

  1. Аналіз першопричин відмов ОПН, спричинених перенапругами зі швидким фронтом від ударів блискавки, із відтворенням подій в EMTP та моделями компонентів у COMSOL Multiphysics.

  2. Аналіз першопричин відмов ОПН під дією тимчасових перенапруг, спричинених однофазними замиканнями на землю.

  3. Скінченно-елементне моделювання силових трансформаторів у COMSOL Multiphysics — включно з 2D зв’язаним електромагнітно-тепловим аналізом обмоток в аварійних режимах.

  4. Електромагнітне скінченно-елементне моделювання синхронних генераторів в ANSYS для дослідження механізмів відмов.

  5. Кореляція змодельованих розподілів напружень із фізичними ознаками пошкоджень і визначення профілактичних заходів для решти парку.

Інженерний внесок

Мультифізичний МСЕ перетворив післяаварійні огляди на кількісно визначені механізми відмов — показавши, де і чому напруження перевищили проєктні межі, — тож енергокомпанія змогла зосередити заміну обладнання та коригування уставок там, де ризик реальний, а не замінювати обладнання по всьому парку.

Виконані дослідження

Системи та технології

  • COMSOL Multiphysics
  • ANSYS
  • EMTP
  • Обмежувачі перенапруг
  • Силові трансформатори
  • Синхронні генератори
  • Аналіз першопричин