Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Doyum ve Histerezis Etkilerini İçeren Tek Fazlı Transformatörün Modellenmesi ve Nonlineer Yük Etkilerinin İncelenmesi

Yıl 2024, Cilt: 15 Sayı: 2, 411 - 419, 30.06.2024
https://doi.org/10.24012/dumf.1458359

Öz

Bu makalede güç sistemlerinde elektrik enerjisini bir elektrik sisteminden diğerine aktarmak için kullanılan en önemli ekipmanlardan birisi olan transformatörlerin doyum ve histerezis etkilerini içeren transformatör modeli oluşturulmuştur. Bu etkiler yüksüz durum sırasında uyarma akımı dalga biçimini bozar. Ayrıca, geçici durumlar sırasında transformatörün davranışı üzerinde önemli bir rol oynarlar. Bu amaçla transformatörün modelleme sürecinde histerezis döngüsünün hesaba katılması, doyum etkisi, harmonik etkiler ve ani akımların etkilerini içerecek şekilde analiz yapmak için ters Jiles-Atherton histerezis modeli kullanılarak Matlab/Simulink benzetimi gerçekleştirilmiştir. Doğrusal olmayan yük koşullarının transformatör üzerindeki etkileri tek fazlı kontrollü doğrultucu eklenerek farklı tetikleme açıları için analiz edilmiştir. Farklı yük durumları için transformatörün giriş çıkış büyüklüklerine ait harmonik analiz ve toplam harmonik bozunum değişimleri detaylı olarak verilmiştir.

Kaynakça

  • [1] Moses, Paul S., and Mohammad AS Masoum. Experimental and simulation analysis of ferroresonance in single-phase transformers considering magnetic hysteresis effects. In: IEEE PES General Meeting. IEEE, 2010. p. 1-6.
  • [2] Thanawarithorn, Rujirawat, and Pichai Aree. An extension of Takács model for hysteresis loop representation of single-phase transformer. In: 2014 11th International Conference on Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON). IEEE, 2014. p. 1-5.
  • [3] Santos, Filipe Freire, et al. Non-linearity of Hysteresis and Eddy Current Losses of Single-phase Distribution Transformers. In: 2021 IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). IEEE, 2021. p. 626-630.
  • [4] Mayergoyz, Isaac. Mathematical models of hysteresis. IEEE Transactions on magnetics, 1986, 22.5: 603-608.
  • [5] Abla, Gado ESR Dr, and GAD Jeng Hassan ABO. Effect of types of loads in rating of transformers supplying harmonic-rich loads. In: CIRED 2019, 21st International Conference on Electricity Distribution. 2011. p. 150-151.
  • [6] Subjak, Joseph S., and John S. Mcquilkin. Harmonics-causes, effects, measurements, and analysis: an update. IEEE transactions on industry applications, 1990, 26.6: 1034-1042.
  • [7] Fakhrian, Ali, et al. De-rating of transformers under non-sinusoidal loads: modeling and analysis. In: 2019 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2019 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC/I&CPS Europe). IEEE, 2019. p. 1-5.
  • [8] Khristiana, Harrij Mukti, et al. Analysis of Loss on Single-Phase Dry Transformers With Non-Linear Load. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2021, 5.8: 113.
  • [9] Rinas, I. Wayan, I. Made Suartika, and Anak Agung Maharta Pemayun. Analysis of the increase of transformer power losses due to the operation of unbalanced nonlinier loads. J. Electr. Electron. Inform, 2018, 2: 38.
  • [10] Arrillaga, Jos, and Neville R. Watson. Power system harmonics. John Wiley & Sons, 2004.
  • [11] Pottker, Fabiana, and Ivo Barbi. Power factor correction of non-linear loads employing a single phase active power filter: control strategy, design methodology and experimentation. In: PESC97. Record 28th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference. Formerly Power Conditioning Specialists Conference 1970-71. Power Processing and Electronic Specialists Conference 1972. IEEE, 1997. p. 412-417.
  • [12] Roubal, Z., and V. Smejkal. Determination of parameters in the Jiles-Atherton model for measured hysteresis loops. In: The 9th International Conference MEASUREMENT 2013 was organized by the Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences, Bratislava, Slovakia. 2013. p. 207.
  • [13] Pop, N., and O. Caltun. Jiles-Atherton magnetic hysteresis parameters identification. Acta physica polonica A, 2011, 120.3: 491-496.
  • [14] Bai, Baodong, Jiayin Wang, and Keqing Zhu. Identification of the Jiles-Atherton model parameters using simulated annealing method. In: 2011 International Conference on Electrical Machines and Systems. IEEE, 2011. p. 1-4.
  • [15] Unniachanparambil, Greeshma Mohan, and Shrikrishna V. Kulkarni. Comparison of Dynamic Loss Inclusion under Asymmetrical Minor Loops using Lavers Formula and Inverse Jiles-Atherton Model. IEEE Transactions on Magnetics, 2023.
  • [16] Valadkhan, Sina, Kirsten Morris, and Amir Khajepour. Review and comparison of hysteresis models for magnetostrictive materials. Journal of intelligent material systems and structures, 2009, 20.2: 131-142.
  • [17] Benabou, Abdelkader, Stéphane Clénet, and Francis Piriou. Comparison of the Preisach and Jiles‐Atherton models to take hysteresis phenomenon into account in finite element analysis. COMPEL-The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, 2004, 23.3: 825-834.
  • [18] Toman, Matej, et al. Nonlinear model of a distribution transformer appropriate for evaluating the effects of unbalanced loads. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2008, 320.20: e1011-e1015.
  • [19] Altun, Hüseyin, Sedat Sünter, and Ömür Aydoğmuş. Modeling and analysis of a single-phase core-type transformer under inrush current and nonlinear load conditions. Electrical Engineering, 2021, 1-12.
  • [20] Sadowski, N., et al. An inverse Jiles-Atherton model to take into account hysteresis in time-stepping finite-element calculations. IEEE transactions on magnetics, 2002, 38.2: 797-800.
  • [21] Nadhem Abbas Al-Mousaoy, Zainab. Effect of Non-Linear Load Harmonics on Single phase Transformer Losses and Design Active Filter. Engineering and Technology Journal, 2011, 29.11: 2143-2155.
  • [22] Harmonics, Power System. Power system harmonics: an overview. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 1983, 8: 2455-2460.
  • [23] Baran, Mesut E., and Nikhil R. Mahajan. DC distribution for industrial systems: opportunities and challenges. IEEE transactions on industry applications, 2003, 39.6: 1596-1601.
  • [24] Shahl, Suad Ibrahim. Simulation and Analysis Effects of Nonlinear Loads in the Distribution Systems. Int. J. Sci. Eng. Res, 2019, 10: 888-892.
  • [25] Das, J. C. Power system harmonics and passive filter designs. John Wiley & Sons, 2015.
Toplam 25 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Elektrik Makineleri ve Sürücüler, Elektrik Tesisleri
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Şilan Çalişkan 0000-0002-5215-017X

Hüseyin Altun 0000-0002-3124-1232

Erken Görünüm Tarihi 30 Haziran 2024
Yayımlanma Tarihi 30 Haziran 2024
Gönderilme Tarihi 25 Mart 2024
Kabul Tarihi 20 Nisan 2024
Yayımlandığı Sayı Yıl 2024 Cilt: 15 Sayı: 2

Kaynak Göster

IEEE Ş. Çalişkan ve H. Altun, “Doyum ve Histerezis Etkilerini İçeren Tek Fazlı Transformatörün Modellenmesi ve Nonlineer Yük Etkilerinin İncelenmesi”, DÜMF MD, c. 15, sy. 2, ss. 411–419, 2024, doi: 10.24012/dumf.1458359.
DUJE tarafından yayınlanan tüm makaleler, Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Bu, orijinal eser ve kaynağın uygun şekilde belirtilmesi koşuluyla, herkesin eseri kopyalamasına, yeniden dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, iletmesine ve uyarlamasına izin verir. 24456