Three-phase transformer with stabilizing properties at overload currents

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

AIM. To determine the conditions when a three-phase transformer of a fundamentally new design has stabilizing properties and the deviation of the transformer output voltage at overload currents.

MATERIALS AND METHODS. We developed an electromagnetic design of a three-phase transformer with stabilizing properties using ELCUT software and analyzed the processes occurring in the transformer using an equivalent magnetic circuit.

RESULTS. When the rated secondary current changed by 20%, the output voltage only changed by 0.14%.

CONCLUSION. There is a need for a comprehensive assessment of the electrodynamic stability and thermal resistance of a three-phase transformer with stabilizing properties in transient processes.

About the authors

Anton A. Tkachuk

Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Author for correspondence.
Email: a.a.tkachuk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6141-3568
SPIN-code: 7335-2340

Cand. Sci. (Engineering), associate professor

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Bej YuM, Mamoshin RR, Pupynin VN, SHalimov MG. Tyagovye podstancii. Textbook for universities of railway transport. Moscow: Transport; 1986. (In Russ.)
  2. Arzhannikov BA, Frolov LA. Avtomaticheskoe regulirovanie napryazheniya v sisteme elektrosnabzheniya postoyannogo toka 3,0 kV. Yekaterinburg: UrGUPS; 2009. (In Russ.)
  3. Arzhannikov AA. Sistema upravlyaemogo tyagovogo elektrosnabzheniya postoyannogo toka dlya propuska skorostnyh i tyazhelovesnyh poezdov. Transport Urala. 2012;1(32):134-137. (In Russ.)
  4. Shakirov MA. The Poynting vector and the new theory of a transformer. Part 11. Three-phase three-core transformers without a neutral wire. Electrical Technology Russia. 2021;1:23-34. (In Russ.) doi: 10.24160/0013-5380-2021-1-23-34
  5. Tkachuk AA. Stabilizaciya napryazheniya kontaktnoj seti transformatorno-vypryamitel’nym agregatom tyagovoj podstancii postoyannogo toka 3,3 kV [dissertation]. St. Petersburg; 2017. (In Russ.)
  6. Nejman LR, Demirchyan KS. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki. Vol. 2, Part 3: Theory of nonlinear electric and magnetic circuits; Part 4: Theory of electromagnetic field. Leningrad: Energoizdat; 1981.
  7. Bessonov LA. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki. Elektricheskie cepi. Moscow: Yurait; 2014.
  8. Bronshtejn IN, Semendyaev KA. Spravochnik po matematike dlya inzhenerov i uchashchihsya vtuzov. Moscow: Nauka. 1986.
  9. Hristinich AR. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki: textbook. Irkutsk: IrGUPS; 2023. 107 p. (In Russ.)]. Доступно по: https://e.lanbook.com/book/407465 Ссылка активна на: 04.05.2025.
  10. Ivanov SN, Kim KK, Prosolovich AA, Hismatulin MI. Electromechanical system analysis with simulation methods. Uchenye zapiski Komsomol’skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2021;3(51):29-38. (In Russ.) EDN: CLTWBH doi: 10.17084/20764359-2021-51-29
  11. Ivanov SN, Kim KK, Prihodchenko OV, Prosolovich AA. Theoretical foundations of mathematical modeling of power conversion processes in combined power devices. Uchenye zapiski Komsomol’skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2020;1(41):37-44. (In Russ.) EDN: AKBSNQ
  12. Kim KK, Kolesnik MB, Ivanov SN. Modeling the stability of an electromechanical converter with axial loads. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Elektromekhanika. 2022;65(2):45-50. (In Russ.) EDN: DTTUJR doi: 10.17213/0136-3360-2022-2-45-500
  13. Kim KK, Ivanov SN. Modeling of the combined electric drive. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Elektromekhanika. 2019;62(3):44-50. (In Russ.) EDN: GQNKGU doi: 10.17213/0136-3360-2019-3-44-50
  14. Demidovich BP, Maron IA, Shuvalova EZ. Chislennye metody analiza. Priblizhenie funkcij, differencial’nye i integral’nye uravneniya: textbook. 5th ed. St.Petersburg: Lan’; 2022. 400 p. (In Russ.)
  15. Afanas’ev AYu. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki: textbook. Vologda: Infra-Inzheneriya; 2023. 208 p. (In Russ.)
  16. Prikaz Minenergo Rossii ot 08.02.2019 N 81 (red. ot 03.08.2023) «Ob utverzhdenii trebovanij k peregruzochnoj sposobnosti transformatorov i avtotransformatorov, ustanovlennyh na ob»ektah elektroenergetiki, i ee podderzhaniyu i o vnesenii izmenenij v Pravila tekhnicheskoj ekspluatacii elektricheskih stancij i setej Rossijskoj Federacii, utverzhdennye prikazom Minenergo Rossii ot 19 iyunya 2003 g. N 229» (Zaregistrirovano v Minyuste Rossii 28.03.2019 N 54199). Available from: https://w ww.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_321351/ (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Three-phase transformer with stabilizing properties: a – general view, b – design of phase «A» of the transformer

Download (169KB)
3. Fig. 2. Equivalent circuit diagram of a three-phase transformer with stabilizing properties

Download (88KB)
4. Fig. 3. Equivalent circuit diagram of a transformer magnetic circuit with split rods, sectioned windings and short-circuited windings

Download (117KB)
5. Fig. 4. Current dependences of voltages of secondary winding sections (curve 1 – , curve 2 – )

Download (118KB)
6. Fig. 5. Current dependencies of the initial phases of the voltages of the secondary winding sections (curve 1 – , curve 2 – )

Download (122KB)
7. Fig. 6. Dependence of the short-circuited winding current a) and its initial phase b) on the secondary winding current of the transformer

Download (165KB)
8. Fig. 7. Current dependences of voltage changes in secondary winding sections (curve 1 – , curve 2 – )

Download (166KB)
9. Fig. 8. Relative magnetic permeabilities of the subrod material (curve 1 - , curve 2 - )

Download (137KB)
10. Fig. 9. External characteristics of a three-phase transformer with stabilizing properties

Download (113KB)

Copyright (c) 2025 Tkachuk A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».