Особливості визначення параметрів короткого замикання силових трансформаторів засобами польового моделювання

Abstract

UK: Представлено застосування методу кінцевих елементів для визначення параметрів короткого замикання силового трансформатора в структурі засобів FEMM. Здійснено врахування особливостей конструктивної будови активної частини трансформатора, розподілу електрорушійних сил обмоток, впливів нелінійних електрофізичних властивостей магнітних систем, баку трансформатора, пресуючих кілець і балок обмоток на енергію магнітного поля. Розрахунок параметрів короткого замикання трансформатора проведено на основі математичної моделі електромагнітного поля в формулюваннях векторного магнітного потенціалу для синусоїдальних струмів в обмотках і фазових зсувів. Підвищення точності визначення енергії магнітного поля, потокозчеплень і індуктивностей обмоток забезпечено розрахунками дискретних масивів просторового розподілу індукції магнітного поля у визначений момент часу. Адекватність моделі, достовірність і точність розрахунків доведено порівнянням із даними класичної методики і експериментальними даними випробування в режимі короткого замикання. Показано, що застосування засобів польового моделювання дозволило зменшити похибку розрахунків майже в 2–3 рази. EN: A metod of final elements for defining the parameters of the power transformer short circuit in FEMM structure is introduced. The peculiarities of the structural construction of the transformer active part, distribution of winding electromotive force, the impact of non-linear electrophysical features in magnetic systems, transformer tank, pressing rings and winding beams on magnetic field energy were taken into account. Computation of transformer circuit parameters is realized on the basis of electromagnetic field mathematical model in the vector magnetic potential formulation for sinusoidal current in windings and phase shifts. Improving accuracy of magnetic field energy, interlinkage and winding inductance was provided by calculation of discrete arrays of dimensional distribution of the magnetic induction field in certain time moment. Model adequacy, computation reliability and accuracy are proved by comparison with classic techniques data and test experimental data in short-circuit conditions. It was proved that application of the field modeling tools allowed to reduce computation error nearly by 2–3 times.