Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method



Document title: Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method
Journal: Ingeniería e investigación
Database: PERIÓDICA
System number: 000394397
ISSN: 0120-5609
Authors:
1
2
Institutions: 1Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Colombia
2Universidad Nacional de San Juan, Instituto de Energía Eléctrica, San Juan. Argentina
Year:
Season: Dic
Volumen: 35
Pages: 110-117
Country: Colombia
Language: Inglés
Document type: Conferencia o discurso
Approach: Aplicado, descriptivo
Spanish abstract En este artículo se analiza la influencia de los parámetros del núcleo en el Análisis de Respuesta en Frecuencia, a través de la matriz de impedancias del circuito equivalente de devanados de trasformadores, donde el cálculo de parámetros del circuito se realiza mediante el método de elementos finitos. Con el fin de analizar el comportamiento entre núcleos de aire y núcleos magnéticos, se calcula la dependencia en la frecuencia de las resonancias, mostrando que el núcleo de aire solo influencia las resonancias a bajas frecuencias. El núcleo del transformador se modela por medio de permeabilidades complejas, donde se varían la conductividad y permeabilidad, obteniendo como resultado una influencia despreciable de estos parámetros sobre las resonancias. Con el fin de explicar este fenómeno, los eigenvalores de la matriz inversa de impedancias son calculados, obteniendo una matriz similar para los diferentes valores de conductividad y permeabilidad. Finalmente, se estudia el flujo magnético dentro y fuera del núcleo, y su influencia en la respuesta en frecuencia
English abstract In this paper the influence of core parameters in Frequency Response Analysis is analyzed through the equivalent circuit impedance matrix of the transformer winding; the parameters of the circuit have been computed using the Finite Element Method. In order to appreciate the behavior of the iron core in comparison to the air core, the frequency dependence of resonances is calculated to show how the air core only influences the results at low frequencies. The core is modeled using a complex permeability, and the parameters of conductivity and permeability are varied to show their influence in the resonances, which turned out to be negligible. In order to explain this behavior, the eigenvalues of the inverse impedance matrix are calculated showing that they are similar for different values of conductivity and permeability. Finally, the magnetic flux i nside and outside the core and its i nfluence in the frequency response is studied
Disciplines: Ingeniería
Keyword: Ingeniería eléctrica,
Transformadores de potencia,
Núcleo magnético,
Devanado,
Permeabilidad compleja,
Análisis de respuesta en frecuencia
Keyword: Engineering,
Electrical engineering,
Power transformers,
Magnetic core,
Winding,
Complex permeability,
Frequency response analysis
Full text: Texto completo (Ver HTML)