Three-Phase Core-Type TransformerTh

Three-Phase Core-Type Transformer

This demo illustrates use of the Three-Phase Transformer Inductance Matrix Type block to model a three-phase core-type saturable transformer. It also demonstrates that using three single-phase transformers to simulate a Yg/Yg core-type transformer is not acceptable.
Gilbert Sybille (Hydro-Quebec, IREQ)

Circuit Description
The model shows two identical circuits with a three-phase transformer rated 225 kVA, 2400 V/600V, 60Hz, connected to a 1 MVA, 2400 V power network. A 45 kW resistive load (20 % of transformer nominal power) is connected on the 600 V side. Each phase of the transformer consists of two windings both connected in wye with a grounded neutral.
The transformers in circuit 1 and circuit 2 use two different models:
1) Circuit 1 uses a physical model (yellow block) where the core geometry and the B-H characteristic of the iron used to build the core are the basic parameters used for modelling the magnetic properties of the transformer.
2) Circuit 2 uses the Three-Phase Transformer Inductance Matrix Type (Two Windings) block (blue block) for modelling the linear part of the model. Saturation is modelled in the "Saturation" subsystem (cyan block) by three single-phase saturable transformers connected on the primary side of the linear transformer model.
In order to minimize the quantity of iron, the transformer core uses the core-type construction. Contrary to a three-phase transformer built with three independent units, the three phases of a core-type transformer are coupled. Because of these couplings, the transformer reactances in positive- and zero-sequence are quite different. When the three voltages applied on primary side are balanced, (positive-sequence voltage) the fluxes set up in each limb are also balanced and they stay trapped inside the magnetic core. However, when the voltage source or the load is unbalanced, a zero-sequence voltage is added to the positive- and negative sequences voltages. This zero-sequence voltage produces three flux components in phase in each limb, resulting in a zero-sequence flux component which has to circulate outside the iron core, through the air and transformer tank or casing. Due to the high reluctance (low permeability) of the flux return path through the air, the zero-sequence no-load excitation current is much higher than in positive sequence. For this particular model, zero-sequence excitation current exceeds 3 times the nominal current (344 %), as compared to only 2.2 % in positive sequence. Excitation current, no load active losses and short-circuit impedance R+j*X (where R=winding resistance, X=leakage reactance) have been measured for the physical model of circuit 1. Results are shown in the table below.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟสชนิดหลักการสาธิตนี้แสดงการใช้บล็อกชนิดเมตริกซ์ Inductance ของหม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟสหม้อแปลงไฟฟ้า saturable หลักชนิด 3 เฟสแบบ มันยังแสดงให้เห็นว่า ใช้หม้อแปลง 1 เฟส 3 การจำลองเป็นหม้อแปลงชนิดหลัก Yg/Yg ไม่ยอมรับSybille กิลเบิร์ต (ไฮโดรควิเบก IREQ)อธิบายวงจรแบบจำลองแสดงวงจรสองเหมือนกับ kVA 225 คะแนนหม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟส 2400 ที่ V/600V, 60Hz ที่เชื่อมต่ออยู่กับ MVA 1 เครือข่ายพลัง 2400 V เชื่อมต่อ 45 กิโลวัตต์หน้าโหลด (20% ของหม้อแปลงไฟฟ้าระบุด้าน 600 V แต่ละเฟสของหม้อแปลงประกอบด้วยขดลวดที่สองทั้งสองเชื่อมต่อในไวน์กับกลางป่นเล็กน้อย หม้อแปลงในวงจร 1 วงจร 2 ใช้สองแบบที่แตกต่าง: 1) วงจรที่ 1 ใช้แบบจำลองทางกายภาพ (บล็อกสีเหลือง) ที่หลักเรขาคณิตและลักษณะ B H ของเหล็กที่ใช้ในการสร้างหลักเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานที่ใช้สำหรับสร้างแบบจำลองคุณสมบัติแม่เหล็กของหม้อแปลง 2) วงจร 2 ใช้บล็อก 3 เฟสหม้อแปลงไฟฟ้า Inductance เมทริกซ์ชนิด (สองขดลวด) (บล็อกสีฟ้า) ในส่วนของรูปแบบเชิงเส้นการสร้างแบบจำลอง ความเข้มจะคือ แบบจำลองในระบบย่อยของ "อิ่มตัว" (บล็อกสี) โดยสามเฟส saturable หม้อแปลงเชื่อมต่อด้านหลักของแบบจำลองของหม้อแปลงแบบเส้นตรง เพื่อลดปริมาณของเหล็ก หม้อแปลงไฟฟ้าหลักใช้การก่อสร้างชนิดหลัก ขั้นตอนที่สามของหม้อแปลงชนิดหลักที่มีควบคู่ขัดกับหม้อแปลง 3 เฟสที่มีสามหน่วยอิสระ เนื่องจากเหล่านี้ couplings, reactances หม้อแปลงในบวก และศูนย์ลำดับค่อนข้างแตกต่างกัน เมื่อแรงดันสามที่ใช้ด้านหลักที่สมดุล ลำดับบวกแรงดัน) fluxes ที่ตั้งค่าในแต่ละขาจะมีความสมดุลยัง พักผ่อนพวกเขาติดอยู่ภายในสนามแม่เหล็กหลัก อย่างไรก็ตาม เมื่อแหล่งแรงดันโหลดไม่สมดุลย์ แรงลำดับศูนย์เพิ่มที่บวกและแรงดันลำดับลบ แรงดันนี้ลำดับศูนย์ผลิตโพเนนต์ฟลักซ์ในระยะในแต่ละขา ในส่วนประกอบลำดับศูนย์ไหลมีการไหลเวียนนอกแกนเหล็ก ถังอากาศและหม้อแปลงไฟฟ้าหรือท่อ เนื่องจากที่สูงไม่เต็มใจ (ต่ำ permeability) ของเส้นทางไหลกลับผ่านอากาศ ที่ศูนย์ลำดับรอบในการกระตุ้นปัจจุบันจะสูงกว่าในลำดับบวก สำหรับรุ่นนี้โดยเฉพาะ ปัจจุบันในการกระตุ้นลำดับศูนย์เกิน 3 ครั้งระบุปัจจุบัน (344%), เมื่อเทียบกับเพียง 2.2% ในลำดับบวก ปัจจุบันในการกระตุ้น ไม่โหลดงานขาด และลัดวงจรความต้านทาน R + j * X (ที่ R =ความต้านทานม้วน X = reactance รั่ว) มีการวัดแบบจำลองทางกายภาพของวงจร 1 ผลลัพธ์จะแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ขั้นตอนที่สามแกน-Type Transformer การสาธิตครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสเหนี่ยวนำเมทริกซ์ประเภทบล็อกแบบสามเฟสหลักชนิดหม้อแปลง saturable นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าใช้สามหม้อแปลงเฟสเดียวเพื่อจำลอง Yg / Yg หม้อแปลงหลักชนิดไม่ยอมรับ. กิลเบิร์ Sybille (ไฮโดรควิเบก, IREQ) คำอธิบายวงจรรูปแบบการแสดงให้เห็นถึงสองวงจรเหมือนกันกับหม้อแปลงสามเฟสจัดอันดับ 225 kVA 2400 V / 600V, 60Hz เชื่อมต่อกับ 1 MVA 2400 V เครือข่ายพลังงาน 45 กิโลวัตต์โหลดความต้านทาน (20% ของการใช้พลังงานหม้อแปลงที่ระบุ) เชื่อมต่อบน 600 V ด้าน แต่ละขั้นตอนของหม้อแปลงประกอบด้วยสองขดลวดทั้งสองเชื่อมต่อไวย์ที่มีความเป็นกลางมีเหตุผล. หม้อแปลงในวงจรที่ 1 และวงจร 2 ใช้สองรูปแบบที่แตกต่างกัน: 1) วงจร 1 ใช้แบบจำลองทางกายภาพ (บล็อกสีเหลือง) ซึ่งรูปทรงเรขาคณิตหลักและ BH ลักษณะของเหล็กที่ใช้ในการสร้างหลักที่มีพารามิเตอร์พื้นฐานที่ใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองคุณสมบัติแม่เหล็กของหม้อแปลง. 2) วงจร 2 ใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสสามตัวเหนี่ยวนำประเภทเมทริกซ์ (สองขดลวด) บล็อก (block สีน้ำเงิน) สำหรับการสร้างแบบจำลองส่วนเชิงเส้น ของรูปแบบ ความอิ่มตัวเป็นแบบจำลองใน "อิ่มตัว" ระบบย่อย (บล็อกสีฟ้า) โดยสามเฟสเดียวหม้อแปลง saturable เชื่อมต่อกับด้านหลักของรูปแบบเชิงเส้นหม้อแปลง. เพื่อลดปริมาณของเหล็กแกนหม้อแปลงใช้การก่อสร้างหลักชนิด ขัดกับหม้อแปลงสามเฟสสร้างขึ้นด้วยสามหน่วยงานอิสระที่สามขั้นตอนของหม้อแปลงหลักชนิดเป็นคู่ เพราะข้อต่อเหล่านี้ reactances หม้อแปลงในบวกและเป็นศูนย์ลำดับที่แตกต่างกันมาก เมื่อสามแรงดันไฟฟ้าที่นำมาใช้ในด้านหลักมีความสมดุล (แรงดันบวกลำดับ) ฟลักซ์ที่กำหนดขึ้นมาในแต่ละกิ่งนอกจากนี้ยังมีความสมดุลและพวกเขาอยู่ติดอยู่ภายในแกนแม่เหล็ก แต่เมื่อแหล่งจ่ายแรงดันหรือโหลดไม่สมดุลแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ลำดับจะถูกเพิ่มแรงดันไฟฟ้าบวกและเชิงลบลำดับ แรงดันไฟฟ้านี้เป็นศูนย์การผลิตลำดับสามองค์ประกอบฟลักซ์ในขั้นตอนในแต่ละขาส่งผลให้ในส่วนฟลักซ์เป็นศูนย์ลำดับที่มีการไหลเวียนนอกแกนเหล็กที่ผ่านอากาศและถังหม้อแปลงหรือท่อ เนื่องจากความไม่เต็มใจสูง (การซึมผ่านต่ำ) ของเส้นทางการไหลของการกลับมาผ่านอากาศศูนย์ลำดับไม่มีโหลดกระตุ้นปัจจุบันจะสูงกว่าในลำดับบวก สำหรับรุ่นนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นศูนย์ลำดับปัจจุบันกระตุ้นเกิน 3 ครั้งในปัจจุบันเล็กน้อย (344%) เมื่อเทียบกับเพียง 2.2% ตามลำดับในเชิงบวก กระตุ้นปัจจุบันสูญเสียใช้งานไม่ได้โหลดและการลัดวงจรต้านทาน R + เจ * X (ที่ R = ความต้านทานขดลวด, X = ปฏิกิริยาการรั่วไหล) ได้รับการวัดสำหรับรูปแบบทางกายภาพของวงจร 1. ผลการค้นหาจะแสดงในตารางด้านล่าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ประเภทหลักของหม้อแปลงสามเฟส

การสาธิตนี้แสดงให้เห็นถึงการใช้สามเฟสหม้อแปลงตัวเหนี่ยวนำเมทริกซ์ประเภทบล็อกแบบเฟสที่ 3 ประเภทหลักของ saturable หม้อแปลง นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าการใช้สามเฟสหม้อแปลงเพื่อจำลอง YG YG / หม้อแปลงชนิดแกนไม่ได้ sybille
กิลเบิร์ต ( ไฮโดรควิเบก ireq )


อธิบายวงจรแบบจำลองแสดงวงจรสามเฟสหม้อแปลงสองเหมือนกันด้วยคะแนน 225 kVA 60 Hz , V / 600v 2400 , เชื่อมต่อกับ 1 MVA , เครือข่ายพลัง 2400 ของ V 45 กิโลวัตต์โหลดตัวต้านทาน ( 20% ของหม้อแปลง ซึ่งพลังงาน ) จะเชื่อมต่อกับ 600 V ด้าน แต่ละเฟสของหม้อแปลงประกอบด้วยขดลวดทั้งสองเชื่อมข้อมูลกับสายดินที่เป็นกลาง
หม้อแปลงวงจรที่ 1 และ 2 ใช้วงจรที่แตกต่างกันสองรูปแบบ :
1 ) วงจร 1 ใช้แบบจำลองทางกายภาพ ( บล็อกสีเหลือง ) ที่หลักเรขาคณิตและลักษณะ b-h ของเหล็กที่ใช้ในการสร้างหลักการพื้นฐานของพารามิเตอร์ที่ใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองคุณสมบัติของหม้อแปลง
2 ) วงจรที่ 2 ใช้ 3 เฟสหม้อแปลงตัวเหนี่ยวนำชนิดเมทริกซ์ ( สองขดลวด ) บล็อก ( บล็อกเงิน ) สำหรับการสร้างแบบจำลองส่วนเชิงเส้นของรูปแบบ ออกซิเจนในเลือดซึ่งใน " อิ่มตัว " ย่อย ( ฟ้าบล็อก ) โดยสามเฟสหม้อแปลงเชื่อมต่อกับ saturable ด้านปฐมภูมิของหม้อแปลงแบบเชิงเส้น
เพื่อลดปริมาณของเหล็กหม้อแปลงชนิดแกนหลักที่ใช้ในการก่อสร้าง ต่อสามเฟสหม้อแปลงที่สร้างขึ้นด้วยสามหน่วยอิสระ ระยะสามประเภทหลักของหม้อแปลงคู่ เพราะข้อต่อเหล่านี้ หม้อแปลง reactances ในบวก - และศูนย์ลำดับค่อนข้างแตกต่าง ตอนที่ 3 : ใช้ในด้านหลักความสมดุล( ลำดับแรงดันบวก ) ต่อการตั้งค่าในแต่ละขาจะสมดุล และพวกเขายังคงติดอยู่ภายในแกนแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม เมื่อแหล่งจ่ายแรงดัน หรือภาระขาดดุล ศูนย์ลำดับแรงดันเพิ่ม บวก - ลบ ลำดับนั้น นี้ศูนย์ลำดับแรงดันผลิตสามส่วนฟลักซ์ในช่วงในแต่ละขา ,ส่งผลให้ศูนย์ลำดับของส่วนประกอบที่มีการไหลเวียนนอกแกนเหล็กหม้อแปลงผ่านอากาศและถังหรือท่อ เนื่องจากการฝืนสูง ( ค่าการซึมผ่านต่ำของฟลักซ์กลับเส้นทางผ่านอากาศ ศูนย์ลำดับไม่มีความตื่นเต้นในปัจจุบันคือ มาก ขึ้น กว่า ใน ลำดับ บวก สำหรับรุ่นนี้โดยเฉพาะศูนย์การกระตุ้นปัจจุบันเกิน 3 ครั้ง ซึ่งปัจจุบัน ( 344 % ) เมื่อเทียบกับเพียง 2.2% ในลำดับบวก และปัจจุบัน ไม่มีภาระงานขาดทุนและการลัดวงจรความต้านทาน R J * x ( r = ขดลวดต้านทาน , X = reactance รั่วไหล ) ได้รับการวัดในรูปแบบทางกายภาพของวงจรไฟฟ้า 1 ผลที่แสดงในตารางด้านล่าง