Name: modeling parallel transformers with base mismatch
Uploaded: 2024-11-21T14:54:19.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

Birim başına miktar modelleri, gerçek miktar modellerine kıyasla transformatör analizini basitleştirir. İdeal olarak, voltaj taban oranları sargıların voltaj değerleriyle eşleştiğinde transformatör sargısı ortadan kaldırılır.
Bununla birlikte, farklı derecelere sahip paralel transformatörler için voltaj tabanlarını seçmek zordur.
Bu gibi durumlar için, seçilen temel gerilimlerin transformatörün voltaj değerleriyle orantılı olmadığı durumlarda, nominal olmayan dönüş oranlarına sahip birim başına modeller geliştirilir.
A terimi ile ilgili nominal gerilimlere sahip bir transformatör düşünün.
Seçilen voltaj tabanları b terimi ile bir ilişkiyi karşılıyorsa, c terimi onların oranıdır ve nominal voltaj ilişkisinde ikame edilir.
Bu kurulum, seri halinde iki transformatör ile modellenebilir: biri kayıplı birim başına standart modeli temsil eder, diğeri ise ideal bir transformatördür. Bu modelde, şönt uyarıcı dallar basitlik için ihmal edilmiştir.
Bu model, ideal transformatör sargılarını barındırmayan bilgisayar programlarına uygun olmayabilir.
Bir alternatif, bilgisayar programlarında nominal olmayan dönüş oranı transformatörlerini temsil eden kabul parametreleri sağlayan düğüm denklemlerini içerir.
Gerçek c için bir pi devre ağı modellenebilir.

nominal dışı dönüş oranlarına sahip transformatörler

<div>
 Farklı derecelendirmelere sahip paralel transformatörler içeren senaryolarda, birim başına modeller geliştirmek nominal olmayan dönüş oranlarının karşılanmasını gerektirir. Bu durum, seçilen taban gerilimlerinin transformatörün gerilim değerleri ile orantılı olmadığında ortaya çıkar. Nominal gerilimlerin a terimi ile ilişkili olduğu bir transformatörü ele alalım. Seçilen gerilim tabanları b terimini içeren bir ilişkiyi karşılıyorsa, c terimi bu tabanların oranı olarak tanımlanır. Bu oran daha sonra nominal gerilim ilişkisinde yerine konur.
 Nominal olmayan dönüş oranlarını ele almak için, ilişki iki seri transformatör ile gösterilir:
 
 <ol style="padding-left: 35px;">
 <li>Standart Birim Başına Model: Bu model, transformatörün tüm ilişkili kayıplarını içerir ve transformatörün pratik yönlerini temsil eder.</li>
 <li>İdeal Transformatör: Bu model, kayıpları dikkate almadan gerilim oranı gösterimini basitleştirir.</li>
 </ol>
 
 Bu birleşik modelde, şönt uyarıcı dallar genellikle analizi basitleştirmek için ihmal edilir. Ancak, bu yaklaşım teorik olarak geçerli olsa da ideal transformatör sargılarının gösterimini desteklemeyen bilgisayar programları için uygun olmayabilir.
 Alternatif bir modelleme yöntemi, kabul parametreleri sağlamak için düğüm denklemlerini kullanmayı içerir. Bu yaklaşım, nominal olmayan dönüş oranlarına sahip transformatörleri bilgisayar programlarında temsil etmek için avantajlıdır. Düğüm denklemleri, admitans parametrelerini dahil etmek için basit bir yol sunar ve modeli çoğu simülasyon yazılımıyla uyumlu hale getirir.
 Terim c'nin gerçek bir sayı olduğu durumlarda, transformatör bir pi devre ağı kullanılarak modellenebilir. Pi ağı, özellikle nominal olmayan dönüş oranlarıyla uğraşırken transformatörün davranışının pratik ve doğru bir temsilini sağlar. Bu model, empedans özelliklerini etkili bir şekilde yakalar ve çoğu hesaplama aracıyla uyumludur.
 Sonuç olarak, geleneksel birim başına modeller transformatör analizini basitleştirmek için etkili olsa da, nominal olmayan dönüş oranları ve değişken voltaj tabanlarıyla uğraşırken sınırlamalarla karşı karşıyadırlar. Düğüm denklemleri ve pi devre ağları kullanarak, mühendisler bilgisayar tabanlı analiz için uygun olan daha çok yönlü ve doğru modeller geliştirebilirler. Bu yaklaşımlar, farklı değerlere ve standart dışı voltaj tabanlarına sahip transformatörlerin karmaşık elektrik sistemleri içinde doğru bir şekilde temsil edilebilmesini ve analiz edilebilmesini sağlar.
 </div>

Nominal Dışı Dönüş Oranlarına Sahip Transformatörler

Birim başına miktar modelleri, gerçek miktar modellerine kıyasla transformatör analizini basitleştirir. İdeal olarak, voltaj tabanı ...

transformers-with-off-nominal-turns-ratios

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

Elektrik Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

Power Transformers

Güç Transformatörleri

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

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 associated losses and keeps the practical transformer behavior. The second is an ideal transformer, which shows only the voltage ratio and ignores losses. In this combined model, the shunt-exciting branches are usually left out to keep the analysis simpler.

This two-transformer approach is useful in theory, but it may not work well in computer programs that cannot represent ideal transformer windings. For that reason, another method uses nodal equations to build admittance parameters. These equations make it easier to include transformers with off-nominal turns ratios in simulation software.

When the ratio is a real number, the transformer can also be modeled with a pi circuit network. A pi network is a practical circuit model that captures impedance behavior. It is especially useful for off-nominal turns ratios and fits well with many computational tools. Together, these methods extend per-unit analysis so transformers with different ratings and non-standard voltage bases can be modeled more accurately.

Modeling Parallel Transformers with Base Mismatch

modeling-parallel-transformers-with-base-mismatch

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

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

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 per-unit models handle parallel transformers when voltage bases do not match ratings, using ideal transformers, nodal equations, and pi networks.

Modeling Parallel Transformers with Base Mismatch | JoVE K12

JoVE Core Elektrik Mühendisliği, devre analizi teknikleriyle birlikte elektrik devrelerinin temel kavramlarını kapsayan, anlaşılması kolay animasyonlu videolar sunar. Operasyonel amplifikatörler ve devre dönüşümü kavramlarını kullanarak birinci dereceden ve ikinci dereceden devreleri içerir. Pratik tasarım örneklerinin ve gerçek dünya uygulamalarının bilim insanlarınca hazırlanan videolar aracılığıyla dahil edilmesi, karmaşık kavramları erişilebilir hale getirerek önemli bir eğitim değeri katmaktadır.

Modeling Parallel Transformers with Base Mismatch

Description

Transcript

Tags