14. Savetovanje o elektrodistributivnim mrežama Srbije, sa regionalnim učešćem (2024), Broj rada: I-1.14
АУТОР / AUTHOR(S): Marko Novković, Patrick Picher, Federico Torriano, Zoran Radaković
DOI: 10.46793/CIRED24.I-1.14MN
САЖЕТАК / ABSTRACT:
Velika masa i posledično velika toplotna inercija energetskih uljnih transformatora (ET) daje mogućnost da se oni opterete preko naznačene snage. Ova mogućnost predviđena je i IEC standardom 60076-7, i od praktičnog je značaja pri kratkotrajnim cikličnim preopterećenjima transformatora ili u slučaju kada transformator treba da preuzme opterećenje nekog drugog transformatora koji je ispao iz pogona. U ovakvim situacijama od ključne je važnosti sprečiti da temperature kritičnih delova transformatora pređu dozvoljene vrednosti, kako ne bi došlo do kvarova usled pojave mehurova vazduha u ulju ili ubrzanog starenja izolacije. Kako bi terećenje transformatora iznad nominalne snage bilo bezbedno, neophodno je proračunati promenu karakterističnih temperatura tokom prelaznih termičkih procesa. Ustaljena praksa je da se za ovu namenu koriste jednostavni modeli bazirani na malom broju diferencijalnih jednačina, sa standardnim ili eksperimentalno određenim parametrima koji figurišu u jednačinama. Alternativni pristup je korišćenje detaljnog dinamičkog termo-hidrauličkog mrežnog modela (THMM), koji je baziran na detaljnom opisu fizičkih pojava u transformatoru. Za razliku od softvera CFD (Computational Fluid Dynamics), primena dinamičkog THMM, uz korišćenje standardnih računarskih resursa je realnost u aplikacijama u realnom vremenu. Primena dinamičkog THMM predstavlja optimalan kompromis između tačnosti i zahtevanih računarskih resursa, za izgradnju verne digitalne replike (digital twin) termičkog ponašanja transformatora na mreži. Primena detaljnog THMM za ustaljena stanja danas postaje standard u praksi projektovanja ET. Sa druge strane, dinamički THMM je još uvek u ranijim fazama tehnološkog razvoja. Realno je očekivanje da se primena ovih modela u praksi proširi i u jednom trenutku zameni primenu pojednostavljenih modela ograničene tačnosti. Ovo će stvoriti nove mogućnosti u praksi eksploatacije transformatora, uz neophodno otklanjanje opasnosti od kvarova uzrokovanih prekomernim zagrevanjem. U radu su prikazane osnove dinamičkog THMM, kao i njegova primena na dva transformatora: trofaznog 66 MVA i monofaznog 370 MVA, oba sa ONAF načinom hlađenja.
КЉУЧНЕ РЕЧИ / KEYWORDS:
Dinamičko termičko modelovanje, Termo-hidraulički model, Uljni energetski transformatori
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES:
[1] IEC 60076-7, “Power transformers – Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power Transformers”, 2017.
[2] Z. Radakovic, D. Kalic, “The effect of load cycle shape onto the permitted transformer loading”, Proceedings of the 33st Universities Power Engineering Conference, Edinburg, Velika Britanija, 1998, pp. 190-193.
[3] IEEE C57.91, “IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers and Step-Voltage Regulators”, 2012.
[4] F. Torriano; H. Campelo; M. Quintela, P. Labbé, P. Picher, 2018, “Numerical and experimental thermofluid investigation of different disc-type power transformer winding arrangements”, Int. J. Heat Fluid Fl., 69, pp. 62–72, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2017.11.007.
[5] M. Novkovic, Z. Radakovic, F. Torriano, and P. Picher, 2023, “Proof of the Concept of Detailed Dynamic Thermal-Hydraulic Network Model of Liquid Immersed Power Transformers”, Energies, 16(9), doi: https://doi.org/10.3390/en16093808.
[6] . Radaković, M. Novković, P. Picher, M. Kirouac, F. Torriano, “A Contribution to the Concept of Dynamic Thermal Model of Liquid-Immersed Power Transformers based on detailed Thermal-Hydraulic Network Model”, CIGRE A2 Colloquium & ICTRAM, Split, Hrvatska, 2023.
[7] https://www.hostcalculus.com (provereno: 09.05.2024.)
[8] Z. Radakovic, M. Sorgic, 2010, “Basics of Detailed Thermal-Hydraulic Model for Thermal Design of Oil Power Transformers”, IEEE Trans. Power Del., 25(2), pp. 790-802, doi: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2009.2033076.
[9] J. Raith, J. Gaugl, F. Belavić, “A Digital Twin for a Dynamic Prediction of Maximal Permissible Transformer Overloads”, CIGRE A2 Colloquium & ICTRAM, Split, Hrvatska, 2023.
[10] A. Jovanović; M. Novković; S. Girard; P. Picher; Z. Radaković, “Primena MQTT protokola u sistemima za monitoring energetskih transformatora”, 13. Savetovanje о elektrodistributivnim mrežama Srbije sa regionalnim učešćem, Kopaonik, Septembar, 2022.
[11] M. Novković, F. Torriano, P. Picher, Z. Radaković, “Application of Dynamic Detailed Thermal Hydraulic Model on a Transformer with zig-zag winding scale model”. U procesu recenzije, očekivano objavljivanje tokom 2024. godine.
[12] P. Picher, F. Torriano, Z. Radaković, M. Novković, “Advancements in dynamic thermal modelling of power transformers: integrating detailed thermal hydraulic network models”, 2024 CIGRE Paris Session, Pariz, Francuska, Avgust 2024.
[13] IEC 60076-2, “Temperature rise for liquid -immersed Transformers”, 2011.