Research Work of Single-phase Transformer with Different Types of Loads
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-2-4-13Keywords:
non-linear load, higher harmonics, losses in the transformer, NI LabVIEWAbstract
The paper presents a study of a single-phase power transformer using a system built based on an industrial controller and data acquisition boards from National Instruments as hardware and NI LabVIEW graphical programming environment as a software part. A method of changing the type of load using a transistor operating in the key mode is shown, allowing more accurate simulation of the operation of the pulse load, compared with systems based on the triac. Information on the current shape in the primary and secondary windings of the transformer, the spectral composition of the currents, and the hysteresis loop characterizing the core magnetization reversal losses are presented in graphical form. The table information on the percentage of higher harmonics to the main one is given. To obtain the results, the transformer was connected in series to the load with a different coefficient of non-linear distortion in current, from 5 % to 44%, which corresponds to 100% and 30% opening of the transistor. When comparing the results of operation of a transformer with an active and pulsed load, an increase in the higher harmonics of the current and the amplitude of the current in the secondary winding of the transformer with a pulsed load is shown, and, as a result, a noticeable increase in the magnetization reversal losses in steel, characterized by a broadening of the hysteresis loop. Based on the results obtained, conclusions are drawn about the need to implement measures for filtering higher harmonics or to reduce the load factor of the transformer.References
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.
