A Method for Calculation of the Inrush Current in Single Phase Transformer including the Residual Flux

• Autorzy: Waindok A.

Warianty tytułu

PL

Metoda obliczania prądu załączania transformatora jednofazowego z uwzględnieniem strumienia remanentu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A field-circuit method for simulation of transients in a single-phase, two-winding transformer has been given. The magnetic field excited by the winding currents has been analyzed, and integral parameters have been determined. Including the equivalent circuit parameters and the magnetic residual flux in the silicon steel core, the developed method has been implemented for the transitional states, especially for the transformer switching on. As numerical examples, the waves of the inrush current have been calculated in terms of the internal winding as well as external one supplying. Calculated waves of the inrush current were compared with those obtained experimentally from the tests of the single-phase transformer.

PL

Przedstawiono polową-obwodową metodę obliczania przebiegów czasowych w dwuuzwojeniowym transformatorze jednofazowym. Przeanalizowano pole magnetyczne od prądów wzbudzenia oraz określono jego parametry całkowe. Uwzględniając parametry schematu zastępczego oraz magnetyczny strumień remanentu w rdzeniu ze stali krzemowej, wykorzystano opracowaną metodę do analizy stanów nieustalonych, w szczególności załączania transformatora. Jako przykład numeryczny obliczono przebieg prądu załączania dla uzwojenia wewnętrznego oraz zewnętrznego. Obliczone krzywe prądu porównano z wynikami pomiarów dla transformatora1-fazowego.

Słowa kluczowe

EN

magnetostatic field analysis; field-circuit method; inrush current; residual flux; transformer

PL

obliczenia pola magnetostatycznego; metoda polowo-obwodowa; prąd załączania; strumień remanentu; transformator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 5b
• Strony: 194--201
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Waindok A.

• Politechnika Opolska, Katedra Elektrotechniki Przemysłowej,

Bibliografia

• [1] Grigsby L.L., The Electric Power Engineering Handbook, CRC Press LLC, 2001.
• [2] IEC 61558-2-15: Safety of power transformers, power supply units and similar – Part 2-15: Particular requirements for isolating transformers for the supply of medical locations, 1999-02.
• [3] Tomczuk B., Analysis of 3-D magnetic fields in high leakage reactance transformers, IEEE Trans. on Magn., 30 (1994), no.5, 2734-2738.
• [4] Tomczuk B., Three-Dimensional Leakage Reactance Calculation and Magnetic Field Analysis for Unbounded Problems, IEEE Trans. on Magn., 28 (1992), no.4, 1935-1940.
• [5] Tomczuk B., Babczyk K., Calculation of the Self- and Mutual Inductances and 3-D Magnetic Fields of Chokes with Air Gaps in the Core, Electrical Engineering, Springer, 2001, no. 83, 41-46.
• [6] Zakrzewski K., Tomczuk B., 3-D Magnetic Field Distribution of Yoke Flux in Three-Phase Transformers without Ferromagnetic Tanks, COMPEL- The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 13 (1994), no.1, 93-96.
• [7] Zakrzewski K., Tomczuk B., Magnetic Field Analysis and Leakage Inductance Calculations in Current Transformers by Means of 3-D Integral Methods, IEEE Trans. on Magn., 32 (1996), no.3, 1637-1640.
• [8] Tomczuk B., Metody numeryczne w analizie pola układów transformatorowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole, 2007.
• [9] Koppikar D.A., Kulkarni S.V., Khaparde S.A., Arora B., A modified approach to overfluxing analysis of transformers, Electrical Power & Energy Systems, 20 (1998), no.4, 235-239.
• [10] Salerno C.H., Bispo D., Camacho J.R., Neto L.M., A nonlinear analysis of a single-phase transformer, ICEM’02, Brugge, Belgium, 26-28 September 2002, 303-309.
• [11] Tomczuk B., Koteras D., Zimon J., Waindok A., Calculation of the transient currents in transformers using field-circuits methods, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 87 (2011), no. 11, 126-130.
• [12] Wang X., Thomas D.W.P., Summer M., Paul J., Cabral S.H.L., Characteristics of Jiles-Atherton model parameters and their application to transformer inrush current simulation, IEEE Trans. on Magn., 44 (2008), no. 3, 340-345.
• [13] Tomczuk B., Zakrzewski K., Koteras D., Magnetic field and short-circuit reactance calculation of the 3-phase transformer with symmetrical amorphous core, in book Computer Engineering in Applied Electromagnetism, Springer, 2005, 227-230.
• [14] Tomczuk B., Koteras D., Waindok A., Zimon J., Polowa analiza siłowników elektromagnetycznych i transformatorów, Pomiary Automatyka Kontrola (PAK), 2011, no. 3, 264-268.
• [15] Nasar S.A., Electromagnetic energy conversion, Devices and Systems, Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, 1980.
• [16] Gear C.W., Numerical initial value problems in ordinary differential equations, Prentice Hall Inc., New Jersey, 1971.