RU2794695C1 - Способ определения параметров схемы замещения трансформаторов «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей - Google Patents

Способ определения параметров схемы замещения трансформаторов «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей Download PDF

Info

Publication number
RU2794695C1
RU2794695C1 RU2022106748A RU2022106748A RU2794695C1 RU 2794695 C1 RU2794695 C1 RU 2794695C1 RU 2022106748 A RU2022106748 A RU 2022106748A RU 2022106748 A RU2022106748 A RU 2022106748A RU 2794695 C1 RU2794695 C1 RU 2794695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
complex
wye
primary
secondary windings
Prior art date
Application number
RU2022106748A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Александрович Карташев
Николай Валерьевич Васильев
Наталья Юрьевна Криштопа
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2794695C1 publication Critical patent/RU2794695C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению параметров схемы замещения трансформаторов напряжения со схемой соединения обмоток «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей. Сущность: способ включает регистрацию с помощью измерительного комплекса массивов токов и напряжений. При этом определяют комплексные сопротивления
Figure 00000047
и
Figure 00000048
первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме короткого замыкания, комплексные сопротивления
Figure 00000049
и
Figure 00000050
первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме холостого хода и комплексные проходимости
Figure 00000051
и
Figure 00000052
характеризующие магнитную систему первичной и вторичной обмоток трансформатора
Figure 00000053
,
Figure 00000054
,
а также комплексное сопротивление ZFe, учитывающее размагничивающее действие вихревых токов в баке трансформатора ZFe =
Figure 00000055
, где
Figure 00000056
- комплексное сопротивление нулевой последовательности трансформатора. Технический результат: возможность определения параметров математической модели трансформатора со схемой соединения «звезда/звезда-с-нулем», включая комплексные проходимости, характеризующие магнитную систему первичной и вторичной обмоток трансформатора, и комплексное сопротивление, учитывающее размагничивающее действие вихревых токов в баке трансформатора, а также обеспечение сходимости расчетных и измеряемых величин при математическом описании трансформатора. 1 табл., 2 ил.

Description

Описание математической модели распределительных сетей начинается с математического описания трансформатора. В распределительных сетях с коммунально-бытовыми и смешанными нагрузками чаще всего применяются трансформаторы Y/Yн. Для того, чтобы математически описать трансформатор необходимо составить его схему замещения и определить ее параметры.
На первом этапе расчета определяются Z 1к - комплексное сопротивление первичной обмотки трансформатора в режиме короткого замыкания, Z 2к - комплексное сопротивление вторичной обмотки трансформатора в режиме короткого замыкания Z 1х - комплексное сопротивление первичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода, Z 2х - комплексное сопротивление вторичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода.
Способ определения параметров схемы замещения трансформаторов «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей, включающий регистрацию с помощью измерительного комплекса массивов токов и напряжений, определение комплексных сопротивлений
Figure 00000001
и
Figure 00000002
первичной и вторичных обмоток трансформатора в режиме короткого замыкания, комплексных сопротивлений
Figure 00000003
и
Figure 00000004
первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме холостого хода и определение комплексных проходимостей
Figure 00000005
и
Figure 00000006
, характеризующих магнитную систему первичной и вторичной обмоток трансформатора:
Figure 00000007
Figure 00000008
и комплексного сопротивления Z Fe , учитывающего размагничивающее действие вихревых токов в баке трансформатора:
Z Fe =
Figure 00000009
где
Figure 00000010
- комплексное сопротивление нулевой последовательности трансформатора.
Для доказательства адекватности математической модели трансформатора, некоторые расчетные величины будут сравниваться с данными, снятыми с трансформатора со схемой соединения обмоток «звезда-звезда-с-нулем».
Новые существенные признаки
1. Определение по величинам Z 0 , Z 2к и Z 2х значение сопротивления Z Fe , учитывающее влияние вихревых токов в баке трансформатора.
2. Определение проводимостей Y 11 и Y 12 , характеризующих магнитную систему трансформатора.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы для достижения технического результата, на который распространяется исчерпываемый объем правовой охраны.
Технический результат
Технический результат заключается в возможности определения параметров математической модели трансформатора со схемой соединения «звезда-звезда-с-нулем» и обеспечения сходимости опытных и расчетных величин в соответствии с законами электротехники.
На фиг.1 изображена схема замещения трансформатора со схемой соединения обмоток «звезда/звезда-с-нулем».
На фиг.2 изображена проверка сходимости вещественной и мнимой части рассчитанных первичных токов трансформатора.
Расчет проводится на основе расчетной схемы, представленной на фиг. 1, и ее системы уравнений, составленных по законам Кирхгофа:
Figure 00000011
После определения параметров Y 11 , Y 12 а также Z Fe . , начальная фаза напряжения U a принимается равной нулю:
Figure 00000012
Анализируя треугольники фазных Ua, Ub, Uc и линейных напряжений Uab, Ubc, Uca, по теореме косинусов определяются начальные фазы напряжений U b и U c
Figure 00000013
Figure 00000014
и записываем комплексные значения фазных напряжений на выходе трансформатора:
Figure 00000012
Figure 00000015
Figure 00000016
модули Ua, Ub, Uc - значения фазных напряжений, зарегистрированных измерительным комплексом в текущий момент времени.
На основании экспериментальных для каждого промежутка времени значений Pa, Pb, Pc, Qa, Qb, Qc запишем комплексные значения мощностей на выходе трансформатора:
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Также, основываясь на данных измерительного комплекса и значении фазовых углов, для выбранного промежутка времени, запишем комплексные значения вторичных токов трансформатора:
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Выполним проверку произведенных вычислений с данными полученными с помощью измерительного комплекса, результаты проверки приведены в таблице 1
Figure 00000023
Таблица 1. Сравнение опытных и расчетных значений модуля IN
IN опыт 51,6 40,86 43,19 43,67 39,24 56,72 39,1 50,59 52,48 53,03
IN расчет 51,6 40,86 43,19 43,67 39,24 56,72 39,1 50,59 52,48 53,03
По второму закону Кирхгофа определяются ЭДС вторичных обмоток трансформатора (уравнения 8-10):
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
где Z a , Z b , Z c - эквивалентные комплексные сопротивления фазных нагрузок трансформатора:
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029
Так как расчеты выполняются с электрическими величинами, приведенными ко вторичным напряжениям, то ЭДС первичных обмоток трансформатора равны:
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
На основании уравнений магнитной системы трансформатора, связывающей первичные и вторичные токи трансформатора, определяются величины первичных токов (уравнения 5-7).
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Результаты проверки полученных значений по первому закону Кирхгофа приведены на фиг. 2.
Figure 00000036
Массив значений фазных напряжений источника позволит оценить колебания напряжений в сети 10 кВ на уровне напряжений в сети 0,4 кВ, и может быть использован в расчетах суточных и недельных режимов, что позволяет получить более достоверную информацию о реакции сети на запрашиваемые мощности потребителей.
Используя массивы UAи, UBи, UСи, Za, Zb, Zc, суточных графиков нагрузки, математическое описание сети 10 кВ и трансформатора, позволяет получить массивы расчетных значений Ua, Ub, Uc, Iat, Ibt, Ict, Int, Pa, Pb, Pc, Qa, Qb, Qc, сравнение которых с исходными данными подобных массивов позволит сделать вывод об адекватности математической модели сети 10 кВ и трансформатора.

Claims (6)

  1. Способ определения параметров схемы замещения трансформаторов «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей, включающий регистрацию с помощью измерительного комплекса массивов токов и напряжений, отличающийся тем, что определяют комплексные сопротивления
    Figure 00000037
    и
    Figure 00000038
    первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме короткого замыкания, комплексные сопротивления
    Figure 00000039
    и
    Figure 00000040
    первичной и вторичной обмоток трансформатора в режиме холостого хода и определяют комплексные проходимости
    Figure 00000041
    и
    Figure 00000042
    , характеризующие магнитную систему первичной и вторичной обмоток трансформатора
  2. Figure 00000043
    ,
  3. Figure 00000044
    ,
  4. и комплексное сопротивление ZFe, учитывающее размагничивающее действие вихревых токов в баке трансформатора
  5. ZFe =
    Figure 00000045
    ,
  6. где
    Figure 00000046
    - комплексное сопротивление нулевой последовательности трансформатора.
RU2022106748A 2022-03-15 Способ определения параметров схемы замещения трансформаторов «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей RU2794695C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2794695C1 true RU2794695C1 (ru) 2023-04-24

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815660C1 (ru) * 2023-11-09 2024-03-19 Публичное акционерное общество "Россети Северо-Запад" Способ мониторинга технического состояния трехфазного силового трансформатора

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2231799C1 (ru) * 2002-12-10 2004-06-27 Томский политехнический университет Способ определения параметров т-образной схемы замещения двухобмоточного низкочастотного трансформатора в режиме холостого хода
RU2364876C1 (ru) * 2008-05-19 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Способ определения параметров т-образной схемы замещения трехфазного трехобмоточного трансформатора в рабочем режиме
CN105160061A (zh) * 2015-07-22 2015-12-16 珠海格力电器股份有限公司 一种建立多路输出的高频变压器的等效电路的方法和装置
RU2624591C1 (ru) * 2016-04-22 2017-07-04 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения параметров трехлучевой схемы замещения трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов
RU2625099C1 (ru) * 2016-04-19 2017-07-11 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения параметров схемы замещения треугольник трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов
CN109490665A (zh) * 2018-11-08 2019-03-19 朱嘉慧 互感器模型与柒参数变压器模型及其参数测算方法
RU2752825C1 (ru) * 2021-02-11 2021-08-06 Сергей Сергеевич Костинский Способ определения параметров т-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2231799C1 (ru) * 2002-12-10 2004-06-27 Томский политехнический университет Способ определения параметров т-образной схемы замещения двухобмоточного низкочастотного трансформатора в режиме холостого хода
RU2364876C1 (ru) * 2008-05-19 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Способ определения параметров т-образной схемы замещения трехфазного трехобмоточного трансформатора в рабочем режиме
CN105160061A (zh) * 2015-07-22 2015-12-16 珠海格力电器股份有限公司 一种建立多路输出的高频变压器的等效电路的方法和装置
RU2625099C1 (ru) * 2016-04-19 2017-07-11 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения параметров схемы замещения треугольник трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов
RU2624591C1 (ru) * 2016-04-22 2017-07-04 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения параметров трехлучевой схемы замещения трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов
CN109490665A (zh) * 2018-11-08 2019-03-19 朱嘉慧 互感器模型与柒参数变压器模型及其参数测算方法
RU2752825C1 (ru) * 2021-02-11 2021-08-06 Сергей Сергеевич Костинский Способ определения параметров т-образной схемы замещения однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815660C1 (ru) * 2023-11-09 2024-03-19 Публичное акционерное общество "Россети Северо-Запад" Способ мониторинга технического состояния трехфазного силового трансформатора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ebrahimi et al. Static-, dynamic-, and mixed-eccentricity fault diagnoses in permanent-magnet synchronous motors
Escarela-Perez et al. Synchronous machine parameters from frequency-response finite-element simulations and genetic algorithms
Santos et al. Assessment of the energy efficiency estimation methods on induction motors considering real-time monitoring
Li et al. A novel method to determine the motor efficiency under variable speed operations and partial load conditions
US11105838B2 (en) System and method for measuring turns ratio of a transformer
Schulz et al. Dynamic models of turbine generators derived from solid rotor equivalent circuits
CN105912774B (zh) 一种直流输电系统中接地极处最大注入电流的获取方法
Gupta et al. Compound admittance matrix estimation of three-phase untransposed power distribution grids using synchrophasor measurements
Yu et al. Static equivalent method based on component particularity representation and sensitivity consistency
RU2794695C1 (ru) Способ определения параметров схемы замещения трансформаторов «звезда/звезда-с-нулем» для построения цифровых моделей распределительных сетей
e Silva et al. Effects of sequence voltage components on torque and efficiency of a three-phase induction motor
Bhaskar et al. Nonlinear parameter estimation of excitation systems
Wang et al. Analysis of a stand-alone three-phase self-excited induction generator with unbalanced loads using a two-port network model
Aminu A parameter estimation algorithm for induction machines using artificial bee colony (ABC) optimization
Lima et al. Induction motor parameter estimation from manufacturer data using genetic algorithms and heuristic relationships
Samimi et al. Feasibility study on the detection of turn-to-turn fault severity in the transformer winding by frequency response analysis and numerical indices
El-Serafi et al. A new method for determining the armature leakage reactance of synchronous machines
Lankin et al. Use of the method of harmonic balance for controlling the condition of permanent magnets
Kawady et al. Modeling and experimental investigation of stator winding faults in induction motors
Veliz et al. Determination of harmonic contributions using active filter: Theoretical and experimental results
RU2536332C1 (ru) Способ измерения сопротивлений изоляции присоединений и поиска присоединений с поврежденной изоляцией в сети постоянного тока с изолированной нейтралью
Jiang et al. Numerical investigation on the damping property in power system transient behavior
Meng et al. Engineering calculation of dynamic impedances and starting characteristics for high‐voltage induction motors
CN111505445A (zh) 台区相户关系的可信度检测方法、装置和计算机设备
Silva et al. An alternative methodology for quantifying voltage unbalance based on the effects of the temperatures and efficiency of induction motors