RU186814U1 - Transformer with reduced magnetizing current when operating under load - Google Patents
Transformer with reduced magnetizing current when operating under load Download PDFInfo
- Publication number
- RU186814U1 RU186814U1 RU2018137597U RU2018137597U RU186814U1 RU 186814 U1 RU186814 U1 RU 186814U1 RU 2018137597 U RU2018137597 U RU 2018137597U RU 2018137597 U RU2018137597 U RU 2018137597U RU 186814 U1 RU186814 U1 RU 186814U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- scattering
- under load
- inductance
- magnetizing current
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/04—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 having two or more secondary windings, each supplying a separate load, e.g. for radio set power supplies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники. Технический результат: снижение намагничивающего тока при работе под нагрузкой в трансформаторе с повышенным рассеянием магнитного потока.The utility model relates to the field of electrical engineering. Effect: reduction of the magnetizing current when operating under load in a transformer with increased scattering of the magnetic flux.
Полезная модель решает задачу снижения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой путем перераспределения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток в сторону преобладания индуктивности рассеяния первичной обмотки и увеличения падения напряжения на индуктивности рассеяния первичной обмотки от тока нагрузки, вторичная обмотка разделена пополам на две секции, а между половинками обмотки расположена неразделенная первичная обмотка. 2 илл. The utility model solves the problem of reducing the magnetizing current of a transformer operating under load by redistributing the scattering inductances of individual windings in the direction of the prevailing scattering inductance of the primary winding and increasing the voltage drop across the scattering inductance of the primary winding from the load current, the secondary winding is divided in half into two sections, and between the halves of the winding located undivided primary winding. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, к электромагнитным трансформаторам и касается однофазных и трехфазных силовых трансформаторов с повышенным рассеянием магнитного потока. Рассеяние магнитного потока обуславливает величину токов короткого замыкания и значение напряжения короткого замыкания. Поскольку напряжение короткого замыкания силовых трансформаторов, используемых на трансформаторных подстанциях, велико (от 5,5% до 12%), то их также можно отнести к трансформаторам с повышенным рассеянием магнитного потока. Значительное напряжение короткого замыкания снижает ток короткого замыкания.The utility model relates to the field of electrical engineering, to electromagnetic transformers and relates to single-phase and three-phase power transformers with increased magnetic flux scattering. The scattering of the magnetic flux determines the magnitude of the short circuit currents and the value of the short circuit voltage. Since the short circuit voltage of power transformers used in transformer substations is high (from 5.5% to 12%), they can also be attributed to transformers with increased magnetic flux scattering. Significant short circuit voltage reduces the short circuit current.
Наиболее близким к заявляемому устройству является трансформатор с повышенной индуктивностью рассеяния магнитного потока, состоящий из магнитопровода, первичной и вторичной обмоток, намотанных на магнитопроводе раздельно [1].Closest to the claimed device is a transformer with a high magnetic flux scattering inductance, consisting of a magnetic circuit, primary and secondary windings wound on the magnetic circuit separately [1].
Недостаток такого устройства - повышенный намагничивающий ток при работе трансформатора под нагрузкой.The disadvantage of this device is the increased magnetizing current when the transformer is under load.
Намагничивающий ток определяется величиной основного магнитного потока трансформатора. При работе трансформатора под нагрузкой он снижается на величину, пропорциональную падению напряжения на индуктивности рассеяния и активном сопротивлении первичной обмотки. Особенно сильно это будет сказываться именно у трансформаторов с повышенной индуктивностью рассеяния магнитного потока. Распределение падения напряжения на индуктивностях рассеяния первичной и вторичной обмоток зависит от размеров и расположения обмоток. При указанном расположении, поскольку геометрические размеры первичной и вторичной обмоток практически одинаковы, то и падения напряжения, приведенные к одному числу витков, будут примерно равными. Таким образом, при работе трансформатора под номинальной нагрузкой, намагничивающий ток снизится по сравнению с холостым ходом пропорционально половине падения напряжения на трансформаторе. Это снижение относительно невелико, что и определяет завышенный намагничивающий ток при работе под нагрузкой.The magnetizing current is determined by the magnitude of the main magnetic flux of the transformer. When the transformer is operating under load, it decreases by an amount proportional to the voltage drop across the leakage inductance and the active resistance of the primary winding. This is especially true for transformers with increased magnetic flux scattering inductance. The distribution of the voltage drop across the leakage inductances of the primary and secondary windings depends on the size and location of the windings. With this arrangement, since the geometric dimensions of the primary and secondary windings are almost the same, the voltage drops reduced to the same number of turns will be approximately equal. Thus, when the transformer is operating under rated load, the magnetizing current will decrease in comparison with idling in proportion to half the voltage drop across the transformer. This decrease is relatively small, which determines the high magnetizing current when working under load.
Предлагаемый трансформатор с повышенной индуктивностью рассеяния магнитного потока, состоит из магнитопровода, первичной и вторичной обмоток, намотанных раздельно на магнитопроводе, причем для снижения величины намагничивающего тока трансформатора под нагрузкой путем перераспределения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток в сторону преобладания индуктивности рассеяния первичной обмотки и увеличения падения напряжения на индуктивности рассеяния первичной обмотки от тока нагрузки, вторичная обмотка разделена пополам на две секции, а между половинками обмотки расположена неразделенная первичная обмотка.The proposed transformer with increased magnetic flux dissipation inductance consists of a magnetic circuit, primary and secondary windings wound separately on the magnetic circuit, moreover, to reduce the magnitude of the magnetizing current of the transformer under load by redistributing the scattering inductances of the individual windings in the direction of primary scattering inductance prevailing and increasing the voltage drop across primary winding dissipation inductance from the load current, the secondary winding is divided in half into two sections, and between the halves of the winding is an undivided primary winding.
Индуктивность рассеяния магнитного потока каждой обмотки пропорциональна квадрату числа витков, охватываемых магнитным потоком рассеяния. Первичную обмотку магнитный поток охватывает полностью. Вторичная обмотка разделена на две секции. Индуктивность каждой секции, приведенная к одному числу витков, в 4 раза меньше, поскольку секции содержат в 2 раза меньше витков, чем цельная первичная обмотка. При последовательном соединении индуктивности рассеяния отдельных секций складываются. В итоге суммарная приведенная индуктивность вторичной обмотки в 2 раза меньше индуктивности рассеяния первичной. Возможность перераспределения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток трансформатора исследована в литературе [2].The scattering inductance of the magnetic flux of each winding is proportional to the square of the number of turns covered by the scattering magnetic flux. The primary winding is completely covered by magnetic flux. The secondary winding is divided into two sections. The inductance of each section, reduced to one number of turns, is 4 times less, since the sections contain 2 times less turns than a single primary winding. With a series connection of the inductance, the scattering of the individual sections add up. As a result, the total reduced inductance of the secondary winding is 2 times less than the primary leakage inductance. The possibility of redistributing the leakage inductances of individual transformer windings has been studied in the literature [2].
При работе трансформатора под нагрузкой имеет место падение напряжения на индуктивностях рассеяния отдельных обмоток. Падение напряжения на индуктивности рассеяния первичной обмотки велико, что определяет снижение напряжения, прикладываемое к намагничивающей ветви в схеме замещения. В результате намагничивающий ток при работе трансформатора под нагрузкой ниже, чем у прототипа.When the transformer is operating under load, a voltage drop occurs at the leakage inductances of the individual windings. The voltage drop across the dissipation inductance of the primary winding is large, which determines the voltage drop applied to the magnetizing branch in the equivalent circuit. As a result, the magnetizing current during operation of the transformer under load is lower than that of the prototype.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что за счет изменения конструкции трансформатора с повышенным рассеянием магнитного потока, удалось добиться снижения намагничивающего тока под нагрузкой, за счет перераспределения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток в сторону преобладания индуктивности первичной обмотки.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that by changing the design of the transformer with increased scattering of the magnetic flux, it was possible to reduce the magnetizing current under load, due to the redistribution of the leakage inductances of the individual windings in the direction of primary inductance prevailing.
Заявляемая полезная модель решает задачу снижения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой.The inventive utility model solves the problem of reducing the magnetizing current of a transformer operating under load.
Заявляемое устройство отвечает требованию "новизна", так как имеет новый признак: вторичная обмотка разделена пополам на две секции, а между половинками обмотки расположена неразделенная первичная обмотка.The inventive device meets the requirement of "novelty", as it has a new feature: the secondary winding is divided in half into two sections, and between the halves of the winding is an undivided primary winding.
Технический результат заявляемого решения - снижение намагничивающего тока при работе под нагрузкой в трансформаторе с повышенным рассеянием магнитного потока за счет перераспределения индуктивностей рассеяния в сторону преобладания индуктивности первичной обмотки.The technical result of the proposed solution is the reduction of the magnetizing current when operating under load in a transformer with increased scattering of the magnetic flux due to the redistribution of the scattering inductances in the direction of primary inductance prevailing.
Технический результат достигается тем, что для снижения величины намагничивающего тока трансформатора под нагрузкой путем перераспределения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток в сторону преобладания индуктивности рассеяния первичной обмотки и увеличения падения напряжения на индуктивности рассеяния первичной обмотки от тока нагрузки, вторичная обмотка разделена пополам на две секции, а между половинками обмотки расположена неразделенная первичная обмотка.The technical result is achieved by the fact that to reduce the magnitude of the magnetizing current of the transformer under load by redistributing the scattering inductances of the individual windings in the direction of the predominance of the scattering inductance of the primary winding and increasing the voltage drop across the scattering inductance of the primary winding from the load current, the secondary winding is divided in half into two sections, and between the halves of the winding are the undivided primary winding.
На фиг. 1 представлен трансформатор со сниженным значением намагничивающего тока под нагрузкой, где: 1 - магнитопровод; 2 -вторичная обмотка, разделенная на равные части; 3 - первичная обмотка.In FIG. 1 shows a transformer with a reduced value of the magnetizing current under load, where: 1 - magnetic circuit; 2 - secondary winding, divided into equal parts; 3 - primary winding.
На фиг. 2 представлена схема экспериментальной установки для испытания полезной модели.In FIG. 2 shows a diagram of an experimental setup for testing a utility model.
Предлагаемый трансформатор с повышенной индуктивностью рассеяния магнитного потока, состоит из магнитопровода 1, первичной и вторичной обмоток 3 и 2, намотанных раздельно на магнитопроводе.The proposed transformer with a high magnetic flux scattering inductance consists of a
Предлагаемый трансформатор с повышенной индуктивностью рассеяния магнитного потока, состоит из магнитопровода 1, первичной и вторичной обмоток 3 и 2, намотанных раздельно на магнитопроводе, причем для снижения величины намагничивающего тока трансформатора под нагрузкой путем перераспределения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток в сторону преобладания индуктивности рассеяния первичной обмотки 3 и увеличения падения напряжения на индуктивности рассеяния первичной обмотки от тока нагрузки, вторичная обмотка 2 разделена пополам на две секции, а между половинками обмотки расположена неразделенная первичная обмотка 1.The proposed transformer with increased magnetic flux scattering inductance consists of a
Для экспериментальной проверки эффективности предложенного устройства были проведены опыты с трансформатором из переделанного сварочного трансформатора ТД-300. Схема для проведения опытов представлена на фиг. 2.For experimental verification of the effectiveness of the proposed device, experiments were conducted with a transformer from a converted welding transformer TD-300. The circuit for conducting the experiments is presented in FIG. 2.
Для экспериментальной проверки эффективности предложенного устройства были проведены опыты с трансформатором из переделанного сварочного трансформатора ТД-300. Схема для проведения опытов представлена на фиг. 2. В ходе проведения опытов проводилось сравнение намагничивающего тока, трансформатора под нагрузкой для трансформатора с обычным расположением обмоток и для трансформатора, имеющего разделенную вторичную обмотку. Намагничивающий ток трансформатора под нагрузкой измерялся с помощью метода [3]. Суть метода заключается в том, что в первичной и вторичной обмотке установлены шунты. Соотношение между номинальными токами шунтов подобрано равным коэффициенту трансформации трансформатора. Клеммы шунтов соединены таким образом, чтобы падение напряжения от вторичного тока вычиталось из падения напряжения от первичного тока. Осциллограф в такой схеме покажет намагничивающий ток.For experimental verification of the effectiveness of the proposed device, experiments were conducted with a transformer from a converted welding transformer TD-300. The circuit for conducting the experiments is presented in FIG. 2. During the experiments, a comparison was made of the magnetizing current, the transformer under load for a transformer with a conventional arrangement of windings and for a transformer having a divided secondary winding. The magnetizing current of the transformer under load was measured using the method [3]. The essence of the method is that shunts are installed in the primary and secondary windings. The ratio between the rated currents of the shunts is chosen equal to the transformation ratio of the transformer. The shunt terminals are connected so that the voltage drop from the secondary current is subtracted from the voltage drop from the primary current. The oscilloscope in such a circuit will show the magnetizing current.
В результате получены следующие результаты: при равных условиях и одинаковой нагрузке намагничивающий ток у трансформатора с разделенной вторичной обмотках всегда оказывался меньше, чем у трансформатора обычного исполнения. В ходе экспериментов получен большой объем данных для различных уровней питающего напряжения, различной нагрузки. Так для одного из режимов при одинаковых условиях намагничивающий ток трансформатора обычного исполнения под нагрузкой составил 6 А, а для трансформатора с разделенной вторичной обмоткой 2,6 А.As a result, the following results were obtained: under equal conditions and the same load, the magnetizing current of a transformer with a divided secondary windings always turned out to be less than that of a conventional transformer. During the experiments, a large amount of data was obtained for various levels of supply voltage, various loads. So for one of the modes under the same conditions, the magnetizing current of a conventional transformer under load was 6 A, and for a transformer with a divided secondary winding, 2.6 A.
Опытные данные позволяют сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию "промышленная применимость".The experimental data allow us to conclude that the claimed utility model meets the criterion of "industrial applicability".
Чем выше индуктивность рассеяния трансформатора, тем большего эффекта можно достичь. Так, для силовых трансформаторов систем электроснабжения, целесообразно применять такое исполнение обмоток для уровня напряжения 110 кВ и выше, где напряжение короткого замыкания составляет 12,5%.The higher the leakage inductance of the transformer, the greater the effect that can be achieved. So, for power transformers of power supply systems, it is advisable to use this design of windings for a voltage level of 110 kV and higher, where the short circuit voltage is 12.5%.
Источники информации:Information sources:
1. Патент РФ 2103760, МПК H01F 38/08, «Сварочный трансформатор», автор: Калашников Ю.Д., 27.01.1998 г.;1. RF patent 2103760, IPC H01F 38/08, “Welding transformer”, author: Kalashnikov Yu.D., 01/27/1998;
2. Марквардт Е.Г. «О рассеянии обмоток трансформатора». «Электричество», 1937 г., №11, с. 60-63;2. Marquardt E.G. "On the scattering of transformer windings." "Electricity", 1937, No. 11, p. 60-63;
3. Патент РФ №2328749 МПК G01R 19/00, «Способ измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой», авторы: Гуков Д.В., Гуков А.Д., Прутчиков И.О., Камлюк В.В., Солдатов В.Н., Прокофьев В.Е., Спиридонов А.Е., бюл. №19 от 10.07.2008 г. 3. RF patent №2328749 IPC G01R 19/00, "Method for measuring the magnetizing current of a transformer operating under load", authors: Gukov DV, Gukov AD, Prutchikov IO, Kamlyuk VV, Soldatov V.N., Prokofiev V.E., Spiridonov A.E., bull. No.19 of July 10, 2008
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137597U RU186814U1 (en) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Transformer with reduced magnetizing current when operating under load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137597U RU186814U1 (en) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Transformer with reduced magnetizing current when operating under load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU186814U1 true RU186814U1 (en) | 2019-02-05 |
Family
ID=65270152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137597U RU186814U1 (en) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Transformer with reduced magnetizing current when operating under load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU186814U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213924U1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-10-04 | Дмитрий Васильевич Гуков | Transformer with a reduced value of the magnetizing current when working under load |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU20724A1 (en) * | 1929-08-22 | 1931-05-31 | Государственное всесоюзное электротехническое объединение "ВЭО" | Transformer |
SU860148A1 (en) * | 1979-12-21 | 1981-08-30 | Куйбышевский электротехнический институт связи | Wide band transformer |
DE3411844A1 (en) * | 1984-03-30 | 1985-10-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | IGNITION COIL FOR THE MULTI-PLUGED AND DISTRIBUTORLESS IGNITION SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
RU2069021C1 (en) * | 1993-11-17 | 1996-11-10 | Московское авиационное производственное объединение "МИГ" | High-frequency transformer |
RU128000U1 (en) * | 2012-08-24 | 2013-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН" | TRANSFORMER |
-
2018
- 2018-10-24 RU RU2018137597U patent/RU186814U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU20724A1 (en) * | 1929-08-22 | 1931-05-31 | Государственное всесоюзное электротехническое объединение "ВЭО" | Transformer |
SU860148A1 (en) * | 1979-12-21 | 1981-08-30 | Куйбышевский электротехнический институт связи | Wide band transformer |
DE3411844A1 (en) * | 1984-03-30 | 1985-10-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | IGNITION COIL FOR THE MULTI-PLUGED AND DISTRIBUTORLESS IGNITION SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
RU2069021C1 (en) * | 1993-11-17 | 1996-11-10 | Московское авиационное производственное объединение "МИГ" | High-frequency transformer |
RU128000U1 (en) * | 2012-08-24 | 2013-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН" | TRANSFORMER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213924U1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-10-04 | Дмитрий Васильевич Гуков | Transformer with a reduced value of the magnetizing current when working under load |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tseng et al. | Voltage compensation-type inrush current limiter for reducing power transformer inrush current | |
Yuan et al. | A novel bridge-type hybrid saturated-core fault current limiter based on permanent magnets | |
US10425015B2 (en) | Converter arrangement having a star point reactor | |
Na et al. | Design and tests of prototype hybrid superconducting fault current limiter with fast switch | |
RU2691450C1 (en) | Smoothing-current-limiting reactor of filter device of railway traction substation | |
RU186814U1 (en) | Transformer with reduced magnetizing current when operating under load | |
Liu et al. | Design and optimization of high frequency transformer with nanocrystalline core | |
CN104575994A (en) | Transformer | |
RU213924U1 (en) | Transformer with a reduced value of the magnetizing current when working under load | |
CN213815787U (en) | Step-up transformer for power supply of polycrystalline silicon reduction furnace | |
Zhao et al. | A FEM-based simulation of electromagnetic forces on transformer windings under short-circuit | |
Panfllov et al. | Optimization of weight and dimensions of longitudinal compensation devices for electric transmission lines 110–220 kV | |
Li et al. | Design and optimization of energy storage inductor for high power high-frequency DC-DC converter | |
RU184270U1 (en) | THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES | |
CN203733599U (en) | On-load capacitance and voltage regulating device based on sectional coil structure of distribution transformer | |
RU128000U1 (en) | TRANSFORMER | |
Hammer et al. | Testing methods for 1100 kV UHVDC transformer | |
CN111404132A (en) | Adjustable inductance solenoid type superconducting current limiter | |
RU84163U1 (en) | CONTROLLED CURRENT LIMITING REACTOR (OPTIONS) | |
KR20170055890A (en) | High voltage power supply | |
RU172859U1 (en) | THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER | |
RU189077U1 (en) | Cascade Power Transformer | |
RU120519U1 (en) | SECONDARY POWER SUPPLY WITH POWER TAKE-OFF FROM PHASE WIRE OF HIGH-VOLTAGE INDUSTRIAL FREQUENCY LINE | |
WO2023197635A1 (en) | Entire-medium-voltage two-stage voltage transformer | |
Yükselen et al. | Analysis of Lightning Impulse Effects on Three Winding Transformer Used in Solar System Based ANSYS Maxwell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191025 |