Modelowanie prądu włączania transformatora nadprzewodnikowego w środowisku PSpice

• Autorzy: Surdacki Paweł , Jaroszyński Leszek , Woźniak Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.04.29

Warianty tytułu

EN

Numerical models of single-phase superconducting transformers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano model numeryczny jednofazowego transformatora nadprzewodnikowego. Wprowadzone dodatkowo zależności matematyczne umożliwiły wyznaczenie wartości średniej i skutecznej prądu w kolejnych okresach, a także obliczenie ilości ciepła, które wydziela się w uzwojeniach podczas włączania nieobciążonego transformatora na pełne napięcie sieci zasilającej. Wyznaczono obliczeniowo i porównano przebiegi oraz parametry impulsów prądu włączania transformatora o mocy 21 MVA z uzwojeniami nadprzewodnikowymi.

EN

The paper discusses numerical models of single-phase superconducting transformers. The addition of mathematical relationships made it possible to determine the average and effective current in subsequent periods, and to calculate the amount of heat that is released in the windings when switching the unloaded transformer to the full voltage of the supply network. The waveforms and impulses of the inrush current of 21 MVA transformers with superconducting windings were calculated and compared.

Słowa kluczowe

PL

transformator nadprzewodnikowy; uzwojenie HTS; prąd włączania; model PSpice

EN

superconducting transformer; HTS winding; inrush current; PSpice model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 4
• Strony: 162--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Surdacki Paweł

• Politechnika Lubelska, Katedra Elektrotechniki i Elektrotechnologii, ul. Nadbystrzycka 38 A, 20-618 Lublin

autor

Jaroszyński Leszek

• Politechnika Lubelska, Katedra Elektrotechniki i Elektrotechnologii, ul. Nadbystrzycka 38 A, 20-618 Lublin

autor

Woźniak Łukasz

• Politechnika Lubelska, Katedra Elektrotechniki i Elektrotechnologii, ul. Nadbystrzycka 38 A, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] S. S. Kalsi, High temperature superconductors to electric power equipment, IEEE Press, Wiley, 2011.
• [2] T. Janowski, G. Wojtasiewicz, L. Jaroszyński, „Transformatory nadprzewodnikowe”, Instytut Elektrotechniki w Warszawie, ISBN 978-83-61956-54-9, 2016.
• [3] A. Berger, S. Chevatskiy, M. Noe, T. Leibfried, „Comparison of the efficiency of superconducting and conventional transformers”, Journal of Physics, Conference Series,vol. 234, 032004, doi:10.1088/1742-6596/234/3/032004, 2010.
• [4] P. R. Wilson, J. N. Ross, A. D. Brown, "Optimizing the Jiles-Athertonmodel of hysteresis by a genetic algorithm", IEEE Trans. Magn., vol. 37, no. 2, pp. 989-993, Mar. 2001.
• [5] R. Du, P. Robertson, "Dynamic Jiles-Atherton model for determining the magnetic power loss at high frequency in permanent magnet machines", IEEE Trans. Magn., vol. 51, no. 6, pp. 7301210, June 2015.
• [6] G. Komarzyniec, „Prąd włączania transformatorów nadprzewodnikowych”, Monografia, Polit. Lubelska, 2017.
• [7] P. Surdacki, L. Jaroszyński, Ł. Woźniak, “PSpice Modeling of the Inrush Current in a 10 kVA Superconducting Transformer”, 2018 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE) - Conference
• [8] D. Hu, Z. Li, Z. Hong, and Z. Jin, “Development of a singlephase 330kVA HTS transformer using GdBCO tapes”, Physica C: Superconductivity and its applications, vol. 539, pp. 8–12, 2017.
• [9] V. S. Vysotsky et al., "Development and test results of HTS windings for superconducting transformer with 1 MVA rated power", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 27, no. 4, Jun. 2017.
• [10] S. Hellmann, M. Abplanalp, L. Hofstetter, M. Noe, "Manufacturing of a 1-MVA-class superconducting fault current limiting transformer with recovery-under-load capabilities", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 27, no. 4, Jun. 2017.
• [11] I. Masataka et al., "Development of a 3 φ-66/6.9 kV-2 MVA REBCO superconducting transformer", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 25, no. 3, Jun. 2015.
• [12] A. Lapthorn, P. Bodger, W. Enright, "A 15-kVA hightemperature superconduting partial-core transformer-Part 1: Transformer modeling", IEEE Trans. Power Del., vol. 28, no. 1, pp. 245-252, Jan. 2013.
• [13] K. Funaki et al., "Development of a 22kV/6.9kV single-phase model for a 3MVA HTS power transformer", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 11, no. 1, pp. 1578-1581, Mar. 2001.
• [14] P. Tixador, G. Donnier-Valentin, E. Maher, "Design and construction of a 41 kVA Bi/Y transformer", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 13, no. 2, pp. 2331-2336, Jun. 2003.
• [15] A. Berger, M. Noe, A. Kudymow, "Test results of 60 kVA current limiting transformer with full recovery under load", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 21, no. 3, pp. 1384-1387, Jun. 2011
• [16] K. Funaki et al., "Preliminary tests of A 500 kVA-class oxide superconducting transformer cooled by subcooled nitrogen", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 7, no. 2, pp. 824-827, Jun. 1997.
• [17] E. P. Volkov et al., "The first in Russia HTSC transformer 1 MVA 10/0 4 kV", Proc. Russian Acad. Sci. Power Eng., no. 5, 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).