До вдосконаленого моделювання режиму неробочого ходу потужного п'ятистрижневого трансформатора
Ключові слова:
трансформатор, динамічне моделювання, втрати на холостому ходу, напруга живленняАнотація
Великі силові трансформатори належать до найбільш відповідальних і дорогих елементів електричних мереж. Довготривала експлуатація трансформаторів без відключень вимагає врахування енергетичних втрат у цих пристроях і висуває високі вимоги до надійності їх моделювання. Метою цієї статті є покращення динамічної моделі п'ятиядерного трифазного трансформатора, який використовується для зменшення загальної висоти апарату. Розглянута модель розвиває моделі та методи, описані раніше. Запропоновані покращення полягають у більш детальному відтворенні роботи трансформатора в режимі холостого ходу при номінальній та підвищеній напрузі живлення. Точність моделі досягається завдяки врахуванню гістерезисних властивостей осердя, еквівалентних фазних ємностей і немагнітних зазорів між стрижнями та ярмами. Можливості моделі ілюструються моделюванням великого п'ятиядерного трансформатора.
Об'єктом дослідження цієї статті є моделювання підвищувального генераторного трансформатора потужністю 786 МВА та з'єднання обмоток Yd11. Внутрішня низьковольтна (LV) обмотка з'єднана за схемою "трикутник" (d) з лінійною напругою 28 кВ, тоді як лінійна напруга зовнішньої обмотки (HV), з'єднаної за схемою "зірка" (Y), становить 525 кВ. Інші параметри трансформатора наведено в літературі.
Проміжною метою дослідження є моделювання втрат на холостому ходу трансформатора в широкому діапазоні LV. Друга та основна стадія роботи полягає у відтворенні струмових форм у трифазній лінії, яка живить LV обмотку (модель має охоплювати LV напруги, які досягають 110% номінальної величини). Слід зазначити, що проблема розрахунку струмової форми була поставлена раніше, але типові струмові криві в тій роботі не були знайдені, а її автори обмежилися моделюванням трансформатора при номінальній напрузі.
Завантажити
Посилання
Зирка, С. Е., Мороз, Ю. И., Мороз, Е. Ю., Тарчуткин А. Л. (2011). Моделирование переходных процессов в трехфазном трансформаторе с учетом топологии и гистерезисных свойств магнитопровода. Технічна електродинаміка, 5, 25–35.
Zirka, S. E., Moroz, Y. I., Elovaara, J., Lahtinen, M., Walling, R. A., Høidalen, H. Kr., Bonmann, D., Arturi, C. M., Chiesa, N. (2018). Simplified models of three-phase, five-limb transformer for studying GIC effects. Electrical Power and Energy Systems, 103, 168–175. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2018.05.035
Zirka, S. E., Albert, D., Moroz, Y. I., Renner, H. (2022). Further improvements in topological transformer model covering core saturation. IEEE Access, 10, 64018 – 64027. 10.1109/ACCESS.2022.3183279
Albert, D. (2022). Analysis of Power Transformers under DC/GIC Bias, PhD Thesis, Institute of Electrical Power Systems, Graz University of Technolоgy, Graz, Austria.
Carrander, C., Mousavi, S. A., & Engdahl, G. (2017). An application of the time-step topological model for three-phase transformer no-load current calculation considering hysteresis. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 423, 241–244. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.09.088
Zirka, S. E., Moroz, Y. I., Chiesa, N., Harrison, R. G. & Høidalen, H. K. (2015). Implementation of inverse hysteresis model into EMTP – Part II: Dynamic model, IEEE Transaction on Power Delivery, 5(30), 2233-3241. 10.1109/TPWRD.2015.2416199
Høidalen, H. K., Prikler, L., & Peñaloza, F. (2021). ATPDraw Version 7.3 for Windows. Users’ Manual, NTNU, Trondheim, Norway.
Nippon Steel catalog. (2019). https://www.nipponsteel.com/product/catalog_download/pdf/D004je.pdf
Elleuch, M. & Poloujadoff, M. (1998). New transformer model including joint air gaps and lamination anisotropy, IEEE Transaction on Magnetics, 5(34), 3701-3711. 10.1109/20.718532
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Сергій Зірка, Денніс Алберт (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
