Study of Partial-Phase Steady-State Operation Modes of Phase-Shift Transformer with Hexagonal Circuit and Regulating Autotransformer
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
52 0
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.314.2 (19)
Electrotehnică (828)
SM ISO690:2012
БОШНЯГА, В.A. ; СУСЛОВ, В.М.. Study of Partial-Phase Steady-State Operation Modes of Phase-Shift Transformer with Hexagonal Circuit and Regulating Autotransformer. In: Problemele Energeticii Regionale. 2021, nr. 3(51), pp. 10-23. ISSN 1857-0070.
10.52254/1857-0070.2021.3-51.02
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 3(51) / 2021 / ISSN 1857-0070

Study of Partial-Phase Steady-State Operation Modes of Phase-Shift Transformer with Hexagonal Circuit and Regulating Autotransformer

Investigarea modurilor de funcționare cu ruptura de faza a unui transformator de schimbare a fazei cu schema hexagonala si un autotransformator de reglare

Исследование неполнофазных установившихся режимов работы фазоповоротного трансформатора по схеме шестиугольника с регулировочным автотрансформатором


DOI: 10.52254/1857-0070.2021.3-51.02
CZU: 621.314.2
Pag. 10-23

Бошняга В.A. , Суслов В.М.
 
Институт энергетики
 
Disponibil în IBN: 1 septembrie 2021


Rezumat

The scope of the work was the study of the phase failure operating for the new FACT’s type phase-shifting device, intended for the flexible connection of AC power systems. The mathamatical model has been developed for conducting this study. The device contains the main phase-shifting transformer based on hexagon circuit with additional regulating autotransformer, this creates the possibility of circular regulation of phase shift angle between connected systems. The model includes two 6-winding three-legs transformers, for which two sets of parameters can be independently set based on the data for the short circuit and no-load modes. The data for the direct sequence parameters is usually provided by the transformer manufacturers, and the data for the zero sequence parameters could be obtained upon additional request. As a result of modeling, the vectors of the voltages and currents were obtained in all windings in the investigated modes with supply source phase failure. This makes it possible to analyze the admissibility of such modes and estimate the need for taking special measures of protection against them. It is shown that the voltages on the windings of the main transformer insignificantly depend on the connection mode of the regulating autotransformer, while the pattern of currents distribution in the windings of the main and regulating transformers to a large extent is determined by said connection mode of the autotransformer. The presence of perceptible zero-sequence current flowing through the grounded neutrals of the power supply source and load is noticed. This fact is connected with the release of insignificant magnetic flux from the magnetic circuit in the surrounding space.

Dispozitivul propus are avantaje semnificative față de cele cunoscute și permite implementarea unei conectari flexibile la curent alternativ fără de a utiliza DC link. Prin urmare, scopul lucrării este studierea modurilor de funcționare cu ruptura de fază a sursei de alimentare și evaluarea admisibilitatii regimului dat pentru un transformator nou de reglare a decalajului de fază cu schema hexagonala. Pentru a atinge scopul mentionat a fost elaborat un model matematic a dispozitivului. Modelul include trei blocuri principale, elaborate de autori, care simulează două transformatoare cu trei coloane cu 6 înfășurări fiecare si un bloc de comutare a sarcinii. Transformatoarele se caracterizeaza prin doua seturi diferite de parametri, bazate pe date experimentale pentru modurile de scurtcircuit și fără sarcină pentru secvențele directă și zero. Ca rezultat al calculelor perfectate au fost obținute valorile tensiunilor și curenților în toate înfășurările în modurile de funcționare cu ruptura de faza. Aceasta a făcut posibilă analiza admisibilității acestor moduri cu concluzia, că nu este nevoie de a lua măsuri speciale pentru protectie împotriva lor. Este demonstrat, că tensiunile înfășurărilor transformatorului principal depind nesemnificativ de schema de conectare a autotransformatorului de reglare, în timp ce felul de distribuție a curentilor în înfășurările transformatoarelor principale și de reglare este determinat de schema de conectare a autotransformatorului. În aceste moduri, a fost dezvăluită prezența unui curent notabil de secvență zero, care curge prin neutrele împământate ale sursei de alimentare și ale sarcinii, care este asociat cu ieșirea unui mic flux magnetic în spațiul extern.

Предлагаемое устройство обладает существенными преимуществами по сравнению с известными и позволяет реализовать гибкую связь энергосистем на переменном токе без использования звена постоянного тока. Важную роль при оценке реализуемости и других технических характеристик играет поведение устройства в неполнофазных режимах. Поэтому целью работы является исследование неполнофазных установившихся режимов работы и оценка их допустимости для нового фазоповоротного трансформатора по схеме многоугольника с дополнительным регулировочным автотрансформатором. Для решения этой задачи разработана математическая модель устройства. Модель включает три основных новых блока, два из которых моделируют основной и добавочный 6-ти обмоточные трехстержневые трансформаторы, имеющие разные наборы параметров. Параметры основаны на данных для режимов короткого замыкания и холостого хода для прямой и нулевой последовательности. Третий блок обеспечивает подключение нагрузки к нужным отводам автотрансформатора. В результате расчетов получены значения напряжений и токов во всех обмотках в неполнофазных режимах работы устройства, что позволило проанализировать допустимость таких режимов и сделать вывод о том, что нет необходимости принятия специальных мер по защите от них. Показано, что напряжения на обмотках основного трансформатора несущественно зависят от схемы подключения регулирующего автотрансформатора, а картина распределения токов в обмотках трансформаторов определяется схемой подключения автотрансформатора. Эта информация необходима для более точной оценки типовой мощности, определяющей расход активных материалов на изготовление устройства. Выявлено наличие заметного тока нулевой последовательности, протекающего через заземленные нейтрали источника питания и нагрузки, с чем связан выход небольшого магнитного потока во внешнее пространство. Значимость работы также, наряду с новыми результатами, заключается в том, что разработанная модель является универсальным удобным инструментом для исследования практически любых несимметричных режимов работы как данного устройства, так и других подобных.

Cuvinte-cheie
flexible connection of power systems, phase-shifting transformer, hexagon circuit diagram, regulating autotransformer, phase failure,

ruptura de faza, transformator cu reglarea decalajului de fază, vectorii de curenți și tensiuni a înfășurarilor, curenții de secvență zero, distribuția fluxurilor magnetice relative,

неполнофазный режим, фазоповоротный трансформатор, вектора токов и напряжений обмоток, токи нулевой последовательности, распределение относительных магнитных потоков