Ще раз про неподільність індуктивності розсіювання трансформатору
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2021-1-1Ключові слова:
трансформатор, заступні схеми, індуктивності розсіювання, токи включенняАнотація
Мета роботи. Показати неадекватність традиційної Т-подібної заступної схеми трансформатора в режимах с насиченням його магнітопроводу. Вказати на необґрунтованість розподілу індуктивності розсіювання трансформатора на компоненти. Пояснити необхідність застосування П-подібної заступної схеми у випадку трансформатора з двома і трьома обмотками скінченої радіальної товщини.
Методи дослідження. Аналіз магнітних полів у вікні трансформатора і моделювання перехідних процесів в заступних схемах трансформатора за допомогою препроцесора ATPDraw програми ATP.
Отримані результати. Показана необґрунтованість широко відомої Т-подібної заступної схеми трансформатора. Відзначено відмінності процесів в стрижнях і ярмах трансформатора при його включенні на мережу і при коротких замиканнях обмоток. Запропоновано заступні схеми трансформатора з двома і трьома обмотками кінцевої товщини, які відтворюють ці відмінності.
Наукова новизна. Констатовано відсутність фізичного сенсу в поділі індуктивності розсіювання трансформатора на компоненти. Показано переваги П- подібної заступної схеми при розрахунку кидків струму намагнічування, які супроводжують включення трансформатора з боку внутрішньої і зовнішньої обмоток.
Практична цінність. Відзначено теоретична неспроможність і практична непридатність Т-подібної заступної схеми для розрахунку режимів, що супроводжуються насичення магнітопроводу. Показано переваги Т-подібної заступної схеми.
Посилання
Boyajian, A. (1925). Resolution of transformer reac-tances into primary and secondary reactances, AIEE Transactions, 805–810. DOI: 10.1109/JAIEE.1925.6535234.
Correggiari, F. (1954) On the splitting of short-circuit reactance of transformers, L’Elettrotecnica, XLI, 1, P. 2–13 (in Italian).
Leites, L.V., Pintsov, A.M. (1974). Skhemy za-meshcheniia mnogoobmotochnykh transformatorov. M. Energiia (in Russian).
Zikherman, M.Kh. (1972). Kharakteristiki namag-nichivaniya moshchnykh transformatorov [Magneti-zation characteristics of large transformers], El-ektrichestvo, 3, 79-82 (in Russian).
Zikherman, M.Kh. (2014). O rasseyanii v transforma-torakh [On the transformer leakage]. Energoekspert, 6, 30-33 (in Russian).
Markvardt, E.G. (1936). Induktivnosti rasseyaniya obmotok transformatora [Leakage inductances of transformer windings]. Elektrichestvo, 23, 26-31 (in Russian).
Petrov, G.N. (1936). Ob induktivnostyakh rasseyaniya obmotok transformatora [On the leakage inductances of transformer windings]. Elektrichestvo, 23, 31-32 (in Russian).
Bessonov, L.A. (1996). Teoreticheskie osnovy el-ektrotekhniki. Elektricheskie tsepi, M. Vysshaya shko-la, 638 (in Russian).
Kalantarov, P.L., Tseitlin, L.A. (1986). Raschet in-duktivnostei. Spravochnaya kniga. Leningrad, Ener-goatomizdat, 488 (in Russian).
Fawzi, T.H., Burke, P.E. (1978). The accurate com-putation of self and mutual inductances of circular coils, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 97, 2, 464–468. DOI: 10.1109/TPAS.1978.354506.
Bunin, A.G., Kontorovich, L.N. (1975). Raschet impulsnykh perenapryazhenii v obmotkakh transformatorov s uchetom vliyaniya magnitoprovoda [Calculation of impulse overvoltages in transformer windings taking into account the influence of the mag-netic circuit]. Elektrichestvo, 7, 50-54 (in Russian).
Martinez-Velasco J.A., Mork, B.A. (2003). Trans-former modeling for low frequency transients – The state of the art. International Conf. Power Systems Transients – IPST 2003 in New Orleans, USA.
Lur'e, A.I. (2008). Protsess vklyucheniya transforma-tora na kholostoi khod i korotkoe zamykanie [Pro-cesses at turning on the transformer at idle and short circuit]. Elektrotekhnika, 2, 2-18 (in Russian).
Kulkarni, S.V., Khaparde, S.A. (2004). Transformer engineering: Design and practice. New York: Marcel Dekker.
Chiesa, N, Mork, B.A., Høidalen, H.K. (2010). Trans-former model for inrush current calculations: Simula-tions, measurements and sensitivity analysis. IEEE Transactions on Power Delivery, 25, 4, 2599–608. DOI: doi.org/10.1109/TPWRD.2010.2045518.
De Leon, F., Farazmand, A. and Joseph P. (2012). Comparing the T and π equivalent circuits for the cal-culation of transformer inrush currents. IEEE Trans-actions on Power Delivery, 27, 4, 2390-2398. DOI: 10.1109/TPWRD.2012.2208229.
Zirka S.E., Moroz Yu.I., Moroz E.Yu., Tarchutkin A.L. (2012). Topologicheskie modeli transformatora Топологические модели трансформатора. [Topo-logical transformer models] Elektrichestvo, 10, 33-42 (in Russian)
Zirka, S.E., Moroz, Y. I., Arturi, C. M., Chiesa, N. and Høidalen, H.K. (2012). Topology-correct reversible transformer model. IEEE Transactions on Power De-livery, 27, 4, 2037-2045. DOI: 10.1109/TPWRD.2012.2205275.
Cherry, E.C. (1949). The duality between interlinked electric and magnetic circuits and the formation of transformer equivalent circuits. Proceedings of the Physical Society, B, 62, 101–111.
Zirka S.E., Moroz Yu.I., Moroz E.Yu. (2010). Inver-snaya model magnitnogo gisterezisa [Inverse model of magnetic hysteresis]. Tehnicheskaya elektro-dinamika, 4, 3-7 (in Russian).
Zirka, S.E., Moroz, Y.I., Harrison, R. G., Chiesa, N. (2014). Inverse hysteresis models for transient simula-tion. IEEE Transactions on Power Delivery, 29, 2, 552-559. DOI: 10.1109/TPWRD.2013.2274530.
Zirka, S.E., Moroz, Y.I., Chiesa, N, Harrison, R.G., Høidalen, H.Kr. (2015). Implementation of inverse hysteresis model into EMTP —Part I: Static model. IEEE Transactions on Power Delivery, 30, 5, 2224-2232. DOI: 10.1109/TPWRD.2015.2416201.
Zirka, S.E., Moroz Y.I., Chiesa N., Harrison R.G., Høidalen H.Kr. (2015). Implementation of inverse hysteresis model into EMTP – Part II: Dynamic mod-el. IEEE Transactions on Power Delivery, 30, 5, 2233–2241. DOI: doi.org/10.1109/TPWRD.2015.2416199.
Jazebi, S., Zirka, S.E., Lambert, M., Rezaei-Zare, A. Chiesa, N., Moroz, Y., Chen, X., Martinez-Duro, M., Arturi, C.M., Dick, E.P., Narang, A., Walling, R.A., Mahseredjian, J., Martinez, J.A., de León, F. (2016). Duality derived transformer models for low-frequency electromagnetic transients—Part I: Topological mod-els, IEEE Transactions on Power Delivery, 31, 5, 2410-2419. DOI: 10.1109/TPWRD.2016.2517327.
Shakirov, M.A. (2016). 2nТ-shaped equivalent cir-cuit of a transformer comprising n windings. St. Pe-tersburg Polytechnic University Journal of Engineering Sciences and Technology. 3(249), 49-63. DOI: 10.5862/JEST.246.6.
Arturi, C.M. (1994). Model of a highly saturated three- phase autotransformer with tertiary winding and five-limb core and analysis of a time-varying short-circuit transient, European Transactions on Elec-trical Power, 4, 6, 513-524. DOI: https://doi.org/10.1002/etep.4450040620.
Edelmann, H. (1959). Descriptive determination of transformer equivalent circuits. Arch. elektr. Ubema-gung 13, 253–261 (in German).
Zhao, J., Zirka, S.E., Moroz, Y.I., Arturi, C.M. (2020). Structure and properties of the hybrid and topological transformer models, International Journal of Electrical Power & Energy Sys-tems, 118, 105785. DOI: doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.105785.
Boyajian, A. (1924). Theory of three-circuit trans-formers. Journal AIEE; 43, 4, 345–355. DOI: https://doi.org/10.1109/JAIEE.1924.6535983.
Zirka S.E., Moroz Yu.I., Moroz E.Yu., Tarchutkin A.L. (2010). Modelirovanie perekhodnykh protsessov v transformatore s uchetom gisterezisnykh svoistv magnitoprovoda [Modeling of transformer transients taking into account hysteresis properties of the core. Tehnicheskaya elektrodinamika. 2, 11-20 (in Rus-sian).
Zirka, S.E., Moroz, Y.I., Arturi, C.M., Elovaara, J., Lahtinen, M. (2018). Topological reversible model of three-phase five-limb transformer. Electrical Engineer-ing and Power Engineering. 3, 6–13. DOI: 10.15588/1607-6761-2018-3-1.
Karsai, K, Kerényi, D, Kiss, L. (1987). Large power transformers. New York: Elsevier, 614.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
