W pracy przedstawiono analizę nowego typu autotransformatora o uzwojeniu trójczęściowym. Części składowe są uzwojeniami cylindrycznymi rozmieszczonymi współśrodkowo na kolumnie rdzenia magnetycznego. Autotransformator może służyć do zasilania dwóch odbiorów o różnych napięciach znamionowych i zastępować transformator trójuzwojeniowy jeżeli nie zachodzi potrzeba elektrycznego rozdzielania strony pierwotnej i stron wtórnych. Określono rezystancje oraz indukcyjności własne i wzajemne części składowych uzwojenia, a następnie na podstawie równań napięciowych i prądowych wprowadzono schemat zastępczy autotransformatora. Podano zależności określające parametry schematu zastępczego i indukcyjności zwarcia przy określonych danych projektowych dotyczących rdzenia magnetycznego i części składowych uzwojenia.
EN
The paper presents analysis of the new type of an autotransformer with a cylindrical three-part winding. The winding components are cylindrical windings placed concentricly around the magnetic core column. The autotransformer can supply two loads of different rated voltages. It can also replace a three-winding transformer if there is no need of electric separation between the primary side and secondary ones. The resistances, self-inductances and mutual inductances of the winding component parts have been determined Next, basing on the voltage and current equations the autotransformer equivalent diagram has been introduced. The dependences determining the equivalent diagram parameters as well as the short-circuit inductances for the given desing data concerning the magnetic core and winding component parts have been presented, too.
Wychodząc z założenia, że transformator jest jednym z najdroższych elementów sieci elektroenergetycznych, duże znaczenie dla jego eksploatacji posiada kontrola jego pracy. Jej przykładem jest opisany w artykule system monitoringu autotransformatora zainstalowany w stacji 220 kV Poręba. Oprócz samego układu monitoringu zrealizowanego na koncentratorach ADAM 5000, przedstawiono również sam proces dostosowania transformatora i jego oprzyrządowania do systemu zbierania danych.
EN
This paper describes the monitoring system of autotransformer installed in the Poręba station. Apart from the monitoring system carried out on microprocessor controllers ADAM 5000, a process of adapting the transformer for the system of data acquisition was also described.
W artykule opisano szczególny przypadek zwarcia łukowego w autotransformatorze dużej mocy, które spowodowało przeniesienie prądu łuku na ograniczonym odcinku przez jeden z przewodów (tzw. bliźniak) dolnej cewki uzwojenia wysokiego napięcia. Określono domniemane gęstości prądu, które mogą wystąpić w przekrojach uzwojeń wysokiego napięcia HV (szeregowego) i średniego napięcia MV (wspólnego) oraz w zaatakowanym przewodzie i odwzorowano reprezentatywny fragment autotransformatora metodą elementów skończonych za pomocą pakietu obliczeniowego OPERA 3D. Obliczono rozkład pola magnetycznego i siły działające na zaatakowany przewód. Określono naprężenia, które wywołują pochylenie przewodów pod wpływem sił osiowych oraz naprężenia zginające spowodowane siłami osiowymi i promieniowymi. Obliczenia wskazują jednoznacznie na pewność uszkodzenia uzwojenia autotransformatora, niezależnie czy miejsce awarii znajduje się w płaszczyźnie tzw. przekroju bocznego czy też głównego.
EN
The special case of an arc short-circuit in a power autotransformer is described. The arc conducted the current through a limited segment of the double wire (so-called twin) of the lower coil in the HV winding. The expected current densities, which may occur in HV (series) and MV (common) windings and in attacked wire, are specified. The representative autotransformer part is modelled using the finite element method with the help of the Opera3D package. The magnetic field distribution and the forces acting on the conductor attacked by arc are calculated. The stresses acting under pressure of the axial forces which cause the slope of the wires are determined. The bending stresses produced by the axial and radial forces are calculated as well. Irrespective of the fault place it is known for sure that the transformer will be damaged. Calculation of electrodynamic forces is very important because it is nearly impossible to examine them experimentally. The simulation results confirm the deformations of some wires, which were observed after the real fault of the winding part in an autotransformer. The wires can be bent under the influence of the electrodynamic forces.
Algorytmy symulacyjne stosowane w analizie układów energoelektronicznych zaniedbują zjawiska związane z nasyceniem i histerezą obwodów magnetycznych. W artykule przeprowadzona zostanie analiza pracy układu prostownika 12-pulsowego z autotransformatorem z uwzględnieniem nasycenia i histerezy rdzenia autotransformatora i dławików wyrównawczych.
EN
The simulation algorithms used for analyses of power electronic circuits neglect the effects connected with saturation and hysteresis of magnetic circuits. In this paper an analysis of 12-pulse rectifiers with autotransformer will be presented. The simulation model comprises the hysteresis and eddy currents in autotransformer magnetic core and interphase reactors.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono w formie analityczncj sposób obliczania funkcji napięć, prądów i strumieni magnetycznych w 3-falowym autotransformatorze z uzwojeniami połączonymi w trójkąt, zasilającym 6-cio pulsowy mosikowy układ prostownikowy. Uwzględniono niesmusoidalność i niesymetrie napięć zasilających, niesymetrie prądów i strumieni magnetycznych, a także zlinearyzowany prąd magnesujący.
EN
The article presents in analytical form the determination of functions of voltages, currents and magnetic fluxes m 3-phase autotransformer with winalings in triangle system which is characterized by linearized magnetic circuit and which supply a nonlinear power electronic system. Distortions and asymmetry of supplying voltages, asymmetry of currents and magnetic fluxes, as cell as linearized magnetizing current were taken into consideration (Electromagnetic functions in autotransformer supplying a rectifier system).
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the design and analysis of a T-Connected autotransformer based 36-pulse ac-dc converter which supplies direct torque controlled induction motor drives (DTCIMD’s) in order to have better power quality conditions at the point of common coupling. The proposed converter output voltage is accomplished via two paralleled 18-pulse ac-dc converters. An autotransformer is designed to supply the rectifiers. The T-connected autotransformer makes use of only two single-phase transformers, resulting in savings in space, volume, weight, and, finally, the cost of the drive. The design procedure of magnetics is in a way such that makes it suitable for retrofit applications where a six-pulse diode bridge rectifier is being utilized. The aforementioned structure improves power quality criteria at ac mains and makes them consistent with the IEEE-519 standard requirements for varying loads. Furthermore, near unity power factor is obtained for a wide range of DTCIMD operation. A comparison is made between 6-pulse and proposed converters from view point of power quality indices. Results show that input current total harmonic distortion (THD) is less than 4% for the proposed topology at variable loads.
PL
W pracy zaprezentowano projekt i analizę 36-pulsowego przekształtnika AD-DC bazującego na autotransformatorze typu T i zasilającego bezpośrednio silnik indukcyjny ze sterowanym momentem obrotowym DTCIMD. Układ wykorzystuje tylko dwa jednofazowe transformatory. Układ zapewnia odpowiednią jakość energii zgodnie z normą IEEE-519. Porównano układ z układem 6-pulsowym.
W pracy podano podstawowe właściwości transformatora trójuzwójeniowego i przedstawiono nowy typ autotransformatora, którego uzwojenie jest trójczęściowe i który może zastępować transformator trójuzwojeniowy, jeżeli nie zachodzi potrzeba elektrycznego rozdzielenia strony pierwotnej i stron wtórnych. Określono prądy i moce części składowych - szeregowej i dwóch wspólnych - uzwojenia autotransformatora przy zadanych napięciach znamionowych i mocach obciążenia stron wtórnych wykazując duży wpływ tzw. współczynników redukcji zależnych od przekładni napięciowych. Przeprowadzono również porównanie autotransformatora o uzwojeniu trójczęściowym z transformatorem trój uzwojeni owym i wykazano, że zastosowanie autotransformatora zmniejsza znacznie koszty budowy i koszty energii strat związanych z transformowaniem napięć.
EN
The new type of an autotransformer whose winding consists of three parts and which can replace a three-winding transformer if three is no need of electric separation of the primary side from the secondary ones has been presented in the paper. The basic properties of the three-winding transformer have been given. Currents and powers of the autotransformer winding component parts - a series one and two common ones - at the rated voltages and load powers of the secondary sides have been determined and the great influence of the so-called reduction coefficients which depend on voltage ratios has been shown. Comparison of the autotransformer with three-part winding and the three-winding transformer has also been made. It has been proved that use of the autotransformer results in reduction of manufacturing costs as well as costs of loss of energy due to voltage transformation.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Polskie Sieci Energetyczne opracowały i konsekwentnie realizują program modernizacji transformatorów i autotransformatorów. Hasłem przewodnim programu jest realizacja zasad RCM (Reliability Centered Maintenance), czyli eksploatacja ukierunkowana na niezawodność.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono estymację Kalmana rezystancji [R] oraz macierzy indukcyjności rozproszenia [L] uzwojeń autotransformatora trójkolumnowego. Na każdej kolumnie autotransformatora jest 5 uzwojeń zasilających układ diodowy, tworzących prostownik 18-pulsowy typu "clean power". Do estymacji Kalmana wykorzystuje się pomiary prądów uzwojeń autotransformatora podczas jego pracy w układzie prostowniczym. Przeprowadzono porównanie dwóch metod pracy filtru Kalmana.
EN
Kalman estimation of resistance [R] and windings leakage inductance matrix [L] of three columns autotransformer was presented in this article. On every column there was 5 windings making clean power 18-pulse rectifier layout and feeding diode circut. For Kalman estimation measurements of autotransformer windings currents was used during its work in rectifier layout. (Kalman estimation of [R] and [Lrozpr] parameters of three columns 15 windings autotransformer in clean power 18-pulse rectifier layout).
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, the comparison of star, polygon and zigzag connected autotransformer based 24-pulse AC-DC converters has been presented. They are12-pulse rectifiers incorporated pulse doubling DC ripple re-injection technique supplying VCIMD or DTCIMD load. Simulation results indicate that lower capacitances result in more deterioration in power quality indices at ac mains. In this case, VCIMD has a bitter impact than DTCIMD. Also, using polygon and star connection autotransformers result in lower voltage and current distortions respectively.
PL
Przedstawiono porównanie 24-pulsowego przekształtnika AC-DC z autotransformatorem połączonym w gwiazdę, zygzak lub wielokąt. Obciążeniem jest silnik indukcyjny w konfiguracji VCIMD i DTCIMD. Symulacje pokazały, że otrzymuje się bardzo małe zakłócenie jakości napięcia.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono trzy sposoby wyznaczania indukcyjności rozproszeń uzwojeń autotransformatora metodą elementów skończonych. Do obliczeń wykorzystano model autotransformatora 3D oraz dwa modele 2D. W pracy wyodrębniono różnice występujące pomiędzy macierzami indukcyjności rozproszeń uzyskanymi opisywanymi metodami, oraz przeanalizowano ich wpływ na obliczenia symulacyjne wielopulsowych przekształtników energoelektronicznych.
EN
This article presents three procedures of calculating an autotransformer's leakage inductance matrix with the use of the finite element method. The calculations were performed in ANSYS application. The differences between the autotransformer's leakage inductance matrices obtained with the described methods were isolated, also the analysis of their influence on multi-pulse electronic power converter calculations were made.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.