Name: three-winding transformer models
Uploaded: 2024-11-21T14:54:19.000Z
Duration: 1 min 19 s
Channel: JoVE

تشكل ثلاثة محولات متطابقة أحادية الطور اتصالا ثلاثي الأطوار مع أطراف الجهد العالي والجهد المنخفض التي تم تكوينها عبر جميع أنواع اللف الأربعة.
تشتمل الكميات الأساسية للدائرة المكافئة لكل وحدة لمحول Y-Y المؤرض على طاقة معقدة أساسية مشتركة ونسبة قاعدة جهد مطابقة لنسبة الفولتية المقدرة من خط إلى خط.
تنتج التيارات المتوازنة في هذا المحول تيارات محايدة صفرية ، مما يجعل دائرتها المكافئة لكل وحدة مشابهة للمحول المثالي أحادي الطور.
يعطي تمديد معادلات المحولات ثنائية اللف العلاقات اللازمة لمحول ثلاثي اللف أحادي الطور.
هذه العلاقات ، المكتوبة في المقاييس الفعلية ولكل وحدة ، تفي بالدائرة المكافئة لكل وحدة.
تشتمل دائرة المحولات العملية ثلاثية اللفات على مقاومة سلسلة خارجية وفروع قبول التحويلة التي تم تقييمها من خلال اختبار الدائرة المفتوحة.
مع فتح ملف واحد ، يعمل المحول ثلاثي اللفات مثل محول ثنائي اللفات. تقوم اختبارات ماس كهربائى القياسية بتقييم مقاومة التسرب لكل وحدة ، والتي يتم تبسيطها بشكل أكبر من خلال إهمال فروع قبول التحويلة.
أخيرا ، يتم اشتقاق مقاومة سلسلة لكل وحدة من معاويقات التسرب.

المحولات ثلاثية اللفات

<div style="direction:rtl">

يمكن تكوين ثلاث محولات أحادية الطور متطابقة لتكوين اتصال محول ثلاثي الطور، والذي يتضمن لفات عالية الجهد ومنخفضة الجهد. يتم الإشارة إلى اللفات عالية الجهد بالأحرف الكبيرة A-B-C، بينما يتم تمييز اللفات منخفضة الجهد بالأحرف الصغيرة a-b-c، والتي تمثل أطوارها الخاصة. يساعد هذا الترميز في التمييز بين جانبي الجهد العالي والمنخفض للمحول.


في الدائرة المكافئة لكل وحدة من المحولات ثلاثية الطور Y-Y المؤرضة، تعتبر الكميات الأساسية ضرورية لتبسيط التحليل. تكون القدرة المركبة الأساسية مشتركة عبر النظام، وتتوافق نسبة قاعدة الجهد مع نسبة الجهد المقدر بين الخط والخط للمحول. تضمن هذه الكميات الأساسية الاتساق وتسهل المقارنة بين المكونات والأنظمة المختلفة.


بالنسبة للتيارات المتوازنة في المحول، تكون التيارات المحايدة صفرًا. وبالتالي، لا توجد انخفاضات في الجهد عبر الممانعات المحايدة. وينتج عن هذا دائرة مكافئة لكل وحدة تشبه المحول المثالي أحادي الطور، مما يبسط تحليل وفهم النظام ثلاثي الطور.


لاستخلاص العلاقات اللازمة لمحول ثلاثي اللفات أحادي الطور، يتم تطويرالمعادلات من المحولات ثنائية اللفات. يمكن التعبير عن هذه العلاقات في كل من القياسات الفعلية والقياسات لكل وحدة، مما يضمن توافقها مع نموذج الدائرة المكافئة لكل وحدة. يعد هذا التطويرأمرًا بالغ الأهمية لتمثيل السلوك العملي للمحولات ثلاثية اللفات بدقة.

في دائرة المحولات العملية ذات الثلاث لفات، تعتبر ممانعات السلسلة الخارجية وفروع السماحية على التوازي عوامل مهمة. يتم تقييم هذه العناصر عادةً من خلال اختبار الدائرة المفتوحة. عندما تكون إحدى لفات المحول ذو الثلاث لفات مفتوحة، يتصرف المحول مثل المحول ذي اللفتين. يتم استخدام هذه الخاصية، جنبًا إلى جنب مع اختبارات الدائرة القصيرة القياسية، لتحديد معاوقات التسرب لكل وحدة من المحول. ومع ذلك، غالبًا ما يتم إهمال فروع السماحية على التوازي للتبسيط.


تؤدي نتائج اختبارات الدائرة القصيرة إلى تحديد ممانعات التسرب لكل وحدة، والتي تمثل عناصر الممانعه المتسلسلة في الدائرة المكافئة للمحول. ومن خلال التركيز على ممانعات السلسلة لكل وحدة وإهمال فروع السماحية على التوازي، يمكن تبسيط الدائرة المكافئة، مما يوفر فهمًا أكثر وضوحًا لأداء المحول.


وفي الختام، تعمل هذه الأساليب والتبسيطات على نمذجة وتحليل السلوك المعقد للمحولات ثلاثية اللفات في الأنظمة ثلاثية الطور بشكل فعال. ويضمن هذا النهج أن الدائرة المكافئة تمثل بدقة الخصائص المثالية والعملية للمحول، مما يسهل التصميم والتشغيل الفعالين داخل الأنظمة الكهربائية.


</div>

تشكل ثلاثة محولات أحادية الطور متطابقة اتصالا ثلاثي الطور مع محطات الجهد العالي والجهد المنخفض التي تم تكوينها عبر جميع محطات اللف الأربعة ...

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

الهندسة الكهربائية

Unit 1

الوحدة الأولى

Power Transformers

محولات الطاقة

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

Three-Winding Transformers

three-winding transformer models

Three-winding transformer models show how three identical single-phase transformers can be combined into a three-phase transformer connection. The high-voltage windings are labeled A, B, and C. The low-voltage windings are labeled a, b, and c. This notation separates the high-voltage side from the low-voltage side and matches each phase to its own winding.

For a grounded Y-Y three-phase transformer, the per-unit equivalent circuit uses common base quantities to simplify analysis. The base complex power is the same throughout the system. The voltage base ratio matches the ratio of the rated line-to-line voltages of the transformer. These base values make it easier to compare parts of the system on the same scale.

Balanced currents in the transformer produce zero neutral current. As a result, there is no voltage drop across the neutral impedance. The per-unit circuit then looks like a single-phase ideal transformer, which makes the three-phase system easier to study.

The relations for a single-phase three-winding transformer are built by extending the equations used for two-winding transformers. These relations can be written in actual values or in per-unit form. That approach keeps the equations consistent with the per-unit equivalent circuit and helps describe practical transformer behavior.

In a practical three-winding transformer circuit, external series impedances and shunt admittance branches are important. These elements are usually evaluated with an open-circuit test. When one winding is open, the transformer behaves like a two-winding transformer. Standard short-circuit tests are then used to find the per-unit leakage impedances.

The shunt admittance branches are often ignored to keep the model simpler. The short-circuit test results provide the per-unit leakage impedances, which represent the series impedance part of the equivalent circuit. By focusing on these series impedances, the model gives a clearer picture of transformer performance while still capturing the key ideal and practical features of three-winding transformers in three-phase systems.

Three-Winding Transformer Models

the ideal transformer

Transformer Core Flux and Turn Ratio

Single-phase two-winding transformers use two windings around a magnetic core. The core has a cross-sectional area A and magnetic permeability μ. A phasor current i1 enters the left winding, and i2 exits the right winding. These parts work together to move energy by electromagnetic means. Ampere’s law explains the magnetic field inside the transformer. It says that the closed-path integral of the magnetic field intensity’s tangential component equals the net current enclosed. For a...

equivalent circuits for practical transformers

equivalent-circuits-for-practical-transformers

Modeling Transformer Losses with Equivalent Circuits

Practical transformer equivalent circuits show how winding resistance, leakage reactance, and finite core permeability change transformer behavior. These non-ideal features create real and reactive power losses, so they matter when a transformer is under load. Each winding has resistance and leakage reactance. Winding resistance causes resistive loss, which appears as heat. Leakage reactance comes from leakage flux, and it creates a voltage drop and reactive power loss. In the equivalent...

three-winding transformers

Three-winding transformer models show how three identical single-phase transformers can be combined into a three-phase transformer connection. The high-voltage windings are labeled A, B, and C. The low-voltage windings are labeled a, b, and c. This notation separates the high-voltage side from the low-voltage side and matches each phase to its own winding. For a grounded Y-Y three-phase transformer, the per-unit equivalent circuit uses common base quantities to simplify analysis. The base...

transformers with off-nominal turns ratios

transformers-with-off-nominal-turns-ratios

Modeling Parallel Transformers with Base Mismatch

Parallel transformers can be modeled with per-unit values even when the chosen voltage bases do not match the transformer ratings. This case creates an off-nominal turns ratio, which means the base voltages are not proportional to the rated voltages. To handle that mismatch, the transformer voltage relation is adjusted by using the ratio of the selected bases. One way to represent the transformer is as two series transformers. The first is the standard per-unit model, which includes the...

key terms and concepts

Learn how three-winding transformer models use per-unit base values, neutral currents, and test data to build practical three-phase equivalent circuits.

Three-Winding Transformer Models | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

Three-Winding Transformer Models

Description

Transcript

Tags