Мета роботи - визначення гармонійного складу струмів неробочого ходу силового трансформатора (СТ) із застосуванням просторових польових моделей, що враховують конструктивну будову активної частини трансформатора, гістерезис нелінійних магнітних властивостей електротехнічної сталі, електричну асиметрію струмів у фазних обмотках. На основі числової реалізації 3D моделей магнітного поля у трифазному СТ зі з'єднанням первинних обмоток за схемою "Y" визначено гармонійний склад фазних струмів неробочого ходу. Застосовано удосконалений підхід для підвищення ефективності польового моделювання дослідного режиму неробочого ходу шляхом завдання умов симетрії магнітного поля на площині з осями стрижнів магнітної системи. Це надало змогу скоротити об'єм 3D геометричної області удвічі та забезпечити пропорційне зменшення часових і обчислювальних ресурсів, необхідних для числової реалізації математичної моделі за методом скінчених елементів. Визначено особливості несинусоїдних змін у часі миттєвих значень струмів неробочого ходу та зроблено оцінку їх нерівномірного розподілу по фазах трансформатору, який характеризується збільшенням діючих струмів до 113,2, 112,9 % у фазах A і C та їх зменшенням до 72,4 % у фазі B. Показано, що амплітуда основної гармоніки зменшується для прямої послідовності фаз на 5,08 % від амплітуди струму неробочого ходу трансформатора і збільшується до 27,91 % для зворотної послідовності фаз. Встановлено переважний вплив непарних вищих гармонійних складових фазних струмів НХ, амплітуди яких складають 24, 21 і 4 % від амплітуди струму НХ для його третьої, п'ятої і сьомої гармоніки. Застосування системи компенсуючих обмоток, що приєднуються до регулювальних обмоток у зворотній послідовності фаз із фазовим зсувом 120 градусів надає змогу скороти діюче значення струму НХ зворотної послідовності до 5 %, наблизити діюче значення першої гармоніки струму НХ прямої послідовності фаз до 98 % струму НХ, а також зменшити відхилення кутів фазових зсувів у порівнянні із симетричним режимом НХ до 2 %. На основі теоретичних і експериментальних досліджень визначено переважний вплив третіх гармонійних складових на несинусоїдність фазних струмів неробочого ходу у первинних обмотках, що з'єднані у "Y". Застосування додаткових граничних умов симетрії забезпечує суттєве підвищення ефективності числової реалізації завдяки двократному скороченню об'єму 3D області моделювання СТ у режимі неробочого ходу. Для схеми з'єднання обмоток трансформатора "Y" без нульового проводу шляхом врахування u1089 сполучених впливів властивостей гістерезису і вихрових струмів на питомі втрати і потужність намагнічування, завдяки високій точності опису взаємозв'язків між індукцією та напруженістю магнітного поля у феромагнітних середовищах визначено й експериментально підтверджено нові особливості гармонійного складу струмів неробочого ходу із перевагою третьої гармоніки. Запропоновані в роботі підходи та методики надають змогу зменшити струмову похибку і відносну похибку для втрат НХ до 1,41 % і 1,2 % для 3D моделі трифазного СТ. Застосування системи КО надає змогу скоротити у 2 і 2,5 разу амплітуди третіх гармонійних складових фазових струмів НХ і шляхом симетрування струмового навантаження фаз зменшити амплітуди фазних струмів НХ і діюче значення струму НХ на 15 - 20 % та втрати НХ.

  Повний текст PDF - 704.398 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"