Вектор Пойнтинга и новая теория трансформатора. Ч. 9. Размещение обмоток на разных стержнях магнитопровода

  • Мансур Акмелович Шакиров
Ключевые слова: трансформатор, магнитный поток, схема замещения, короткое замыкание, вектор Пойнтинга, векторный потенциал, холостой ход

Аннотация

Показано, что передача активной и реактивной мощности нагрузки в трансформаторе с об­мотками на разных стержнях магнитопровода осуществляется лишь половинками обмоток, рас­положенными в его окне. В областях расположения внешних (за пределами окна) частей обмоток вектор Пойнтинга является чисто реактивной величиной. Поэтому практика объяснения работы силовых трансформаторов на основе трансформатора с разнесенными обмотками высшего и низ­шего напряжения по разным стержням приводит к искаженному представлению о физических процессах в них. Для трансформаторов с разнесенными обмотками более удобными являются уни­версальные 6Т-образные схемы замещения, отличающиеся от 4Т-образных схем замещения силовых трансформаторов наличием дополнительных индуктивностей для отображения рассеяния в зоне внешних частей обмоток. Различие имеет место и в положении линии раздела потоков в режиме короткого замыкания, оказывающейся не в окне трансформатора, а в пределах стержня, охваты­ваемого первичной обмоткой. Универсальность 6Т-образных схем замещения означает, что, во-первых, они отображают все магнитные потоки в стали и окне устройства, а во-вторых, создают возможность их использования для анализа как установившихся, так и переходных про­цессов. Достоверность всех утверждений статьи подтверждается картинами распределения век­торного потенциала и функции потока в пределах трансформатора. При этом наглядно объясня­ется возникновение сверхпотоков и антипотоков (в сравнении с потоком холостого хода) в стержнях при короткозамкнутом состоянии одной из обмоток, играющих ключевую роль в оценке электродинамической стойкости трансформаторов.

Биография автора

Мансур Акмелович Шакиров

Шакиров Мансур Акмелович — доктор техн. наук, профессор Санкт-Петербургского поли­технического университета Петра Великого, док­торскую диссертацию защитил в 1980 г.

Литература

1. Васютинский С.В. Вопросы теории и расчета трансфор­маторов. М.: Энергия, Ленинградское отделение, 1970, 432 с.

2. Рыськова З.А., Федоров П.Д., Жимерова В.И. Трансфор­маторы для электрической контактной сврки. Л.: Энергоаомиз- дат, 1990, 424 с.

3. Сергеенков Б.Н., Киселев В.М., Акимова Н.А. Электриче­ские машины. Трансформаторы/Под ред. И.П. Копылова. М.: Высшая школа, 1989, 352 с.

4. Kulcarni S.V., Khaparde S.A. Transformer Engineering: Desine and Practice, CRC Press, Boca Raton, Fl, 2004, 467 p.

5. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины, т. 1. М.: Издательский дом МЭИ, 2006, 652 с.

6. Шакиров М.А. Вектор Пойнтинга и новая теория транс­форматоров. Часть 2. — Электричество, 2014, № 10, с. 53—65.

7. Шакиров М.А. Вектор Пойнтинга и новая теория транс­форматоров. Часть 3. «Анатомия» трансформатора. — Электри­чество, 2017, № 3, с. 37-49.

8. Шакиров М.А., Ткачук А.А. Ф-инвариантные поверхно­сти в обмотках броневого двухобмоточного трансформатора. — Известия ПГУПС, 2018, вып. 4, с. 643-659.

9. Шакиров М.А. Вектор Пойнтинга и новая теория транс­форматора. Часть 8. Чередующиеся обмотки. — Электричество, 2019, № 10, с. 10—20.

10. Малыгин В.М. Локализация потока энергии в транс­форматоре (по поводу статьи М.А.Шакирова, Электричество, 2014, № 9 и 10). — Электричество, 2015, № 4, с. 60—65.
#
1. Vasyutinsky S.V. Voprosy teorii i rascheta transformatorov (Questions of theory and calculation of transformers). Moscow, Energiya (Leningrad branch), 1970, 432 p.

2. Rys’kova Z.A., Fedorov P.D., Zhimerova V.I. Transformatory dlya elektricheskoi kontaktnoi svarki (Transformers for electrical contact welding). Leningrad, Energoatomizdat, 1990, 424 p.

3. Sergeyenkov B.H., Kiselev V.M., Akimova N.A. Elektricheskiye mashiny. Transformatory (Electrical machines. Transformers) / Edit. by I.P. Kopylov. Moscow, Vysshaya shkola, 1989, 352 p.

4. Kulcarni S.V., Khaparde S.A. Transformer Engineering: Desine and Practice, CRC Press, Boca Raton, Fl, 2004, 467 p.

5. Ivanov-Smolensky A.V. Electricheskiye mashiny, tom 1 (Electrical machines, vol. 1). Moscow, Publ. House of MPEI, 2006, 652 p.

6. Shakirov M.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2014, No. 10, pp. 53-65.

7. Shakirov M.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 3, pp. 37-49.

8. Shakirov M.A., Tkachuk A.A. Izvestiya PGUPS — in Russ. (News of St. Petersburg State University of Railway Engineering), 2018, iss. 4, pp. 643-659.

9. Shakirov M.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2019, No. 10, pp. 10-20.

10. Malygin V.M. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2015, No. 4, pp. 60-65.
Опубликован
2020-01-01
Раздел
Статьи