Система исследования работы однофазного трансформатора с нелинейной нагрузкой
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-2-4-13Ключевые слова:
нелинейная нагрузка, высшие гармоники, потери в трансформаторе, NI LabVIEWАннотация
В работе представлено исследование однофазного силового трансформатора с использованием системы, построенной на базе промышленного контроллера и плат сбора данных от компании National Instruments в качестве аппаратной части и среды графического программирования NI LabVIEW в качестве программной части. Показан способ изменения типа нагрузки при помощи транзистора, работающего в ключевом режиме, что позволяет более точно моделировать работу импульсной нагрузки по сравнению с системами на базе симистора. В графическом виде представлена информация о форме тока в первичной и вторичной обмотке трансформатора, спектральный состав токов и петли гистерезиса, характеризующей потери на перемагничивание сердечника. В табличном виде представлена информация процентного отношения высших гармоник к основной. Для получения результатов трансформатор последовательно подключался к нагрузке с различным коэффициентом нелинейных искажений по току, от 5 до 44 %, что соответствует 100 и 30 % открытию транзистора. При сравнении результатов работы трансформатора с активной и импульсной нагрузкой показано увеличение высших гармоник тока и амплитудного значения тока во вторичной обмотке трансформатора при импульсной нагрузке и, как следствие этого, заметное увеличение потерь на перемагничивание в стали, характеризующееся уширением петли гистерезиса. По полученным результатам сделаны выводы о необходимости внедрения мероприятий по фильтрации высших гармоник либо корректировки коэффициента загрузки трансформатора в меньшую сторону.Библиографические ссылки
Новоселов М. Л., Барсуков В. К., Гизатуллина О. Л. Анализ параметров работы низковольтной трехфазной электрической сети // Промышленная энергетика. 2018. № 9. С. 17–24.
Гайнуллина Л. Т., Угаров Д. О. Анализ воздействий на электроустановки гармонических искажений, вносимых нелинейной нагрузкой // Наука. Технологии. Инновации : сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. Магнитогорск, 2019. С. 6–12.
Стрижиченко А. В. Оценка влияния несинусоидальности и несимметрии токов и напряжений на дополнительные потери мощности в линиях и трансформаторах // Управление качеством электрической энергии : сборник трудов Международной научно-практической конференции. М., 2016. С. 194–199.
Шерьязов С. К., Пятков А. В. Потери мощности в трансформаторах, вызванные нелинейной нагрузкой сельских потребителей // Достижения науки и техники АПК. 2017. № 11. С. 72–74.
Новоселов М. Л., Барсуков В. К., Гизатуллина О. Л. Способы моделирования работы трехфазной сети с различными типами нагрузок // Интеллектуальные системы в производстве. 2016. № 1. С. 79–85.
Баженов Н. Г., Филина О. А., Озерова Е. Ю. Влияние характеристик трансформатора на качество автоматического регулирования в системах электроснабжения // Вестник МЭИ. 2019. № 5. С. 62–67.
Артемов А. И., Андреенков Е. С. Погрешности измерительных трансформаторов напряжения при нелинейной нагрузке // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2017. № 3. С. 58–65.
Pejovskia D., Najdenkoskib K., Digalovski M. Impact of different harmonic loads on distribution transformers // Procedia Engineering. 2017. Vol. 202. Рр. 76–87.
Инженерно-технические мероприятия по снижению аварийности и электротравматизма в сетях электроснабжения / В. С. Шкрабак, Л. А. Голдобина, П. С. Орлов, В. В. Морозов, Р. В. Шкрабак // Вестник аграрной науки дона. 2018. № 43. С. 90–99.
Повышение энергоэффективности производства за счет применения силовых фильтров высших гармоник / О. В. Нос, А. С. Востриков, А. А. Штанг, Е. Ю. Малявко // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. № 12. С. 28–36.
Янченко С. А., Цырук С. А., Куликов А. И. Анализ методов разгрузки трансформаторов в сетях с высоким уровнем несинусоидальности тока // Промышленная энергетика. 2017. № 7. С. 44–53.
