Practical Wide Frequency Approach for Calculating Eddy Current Losses in Transformer Windings

Bossche, Alex Den; Valchev, Vencislav Cekov; Barudov, S.

doi:10.1109/isie.2006.295785

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“…The accuracy of determining the losses in the coils of a transformer is important for evaluating its performance. Works [66,68,69] are devoted to this issue. In [68], the authors use a three-dimensional statement of the transformer model based on the finite element method to calculate eddy currents and losses in the transformer winding.…”

Section: Features Of Calculation Of the Transformer Coilsmentioning

confidence: 99%

“…The effect of uneven distribution of electrical losses can be taken into account only in spatially distributed models. In [69], the authors propose to introduce a correction factor k c to calculate the electrical losses in the transformer coils P = RI 2 k c . This coefficient makes it possible to take into account the influence of proximity effects and the skin effect, depending on the main power frequency and the size of the winding turns.…”

Section: Features Of Calculation Of the Transformer Coilsmentioning

confidence: 99%

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Review of Modeling Approaches for Conjugate Heat Transfer Processes in Oil-Immersed Transformers

Smolyanov,

Shmakov,

Butusov

et al. 2024

Computation

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This review addresses the modeling approaches for heat transfer processes in oil-immersed transformer. Electromagnetic, thermal, and hydrodynamic thermal fields are identified as the most critical aspects in describing the state of the transformer. The paper compares the implementation complexity, calculation time, and details of the results for different approaches to creating a mathematical model, such as circuit-based models and finite element and finite volume methods. Examples of successful model implementation are provided, along with the features of oil-immersed transformer modeling. In addition, the review considers the strengths and limitations of the considered models in relation to creating a digital twin of a transformer. The review concludes that it is not feasible to create a universal model that accounts for all the features of physical processes in an oil-immersed transformer, operates in real time for a digital twin, and provides the required accuracy at the same time. The conducted research shows that joint modeling of electromagnetic and thermal processes, reducing the dimensionality of models, provides the most comprehensive solution to the problem.

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Section: Features Of Calculation Of the Transformer Coilsmentioning

confidence: 99%

Section: Features Of Calculation Of the Transformer Coilsmentioning

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Review of Modeling Approaches for Conjugate Heat Transfer Processes in Oil-Immersed Transformers

Smolyanov,

Shmakov,

Butusov

et al. 2024

Computation

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“…A. Van den Bossche et al [34] reports a practical method for calculating eddy current losses which attempt to improve the classical loss calculation by instituting a loss factor. A graphical approximation of the loss coefficient as a function of wire diameter, frequency, layer number and copper packaging factors are attained by comparing the analytical approach with FEM simulations and substantiated by designing various transformers.…”

Section: Winding Eddy Lossesmentioning

confidence: 99%

Stray Load Loss Valuation in Electrical Transformers: A Review

Thango

Bokoro

2022

Energies

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The electricity production opus in South Africa has transformed over the last few years from predominantly coal power generation to a blend of renewable energy generation. The necessity emerges to ascertain whether electrical transformer design philosophies in local manufacturers are contemporary in reference to customer specifications, under increasing penetration of harmonics and distortion as a result of increasing deployment of decentralized power systems. Accurate computation of transformer stray load loss is imperative in localizing the hotspot regions and design of adequate insulation system and consequently cooling system. This loss must also be met by manufacturers based on the customer specifications to avoid penalties. The review of current scientific works affirms the ongoing interest in utilizing the advancement of computational power for painstaking evaluation and management of stray load loss in electric transformers. This article confers overview research, evolution and application of diverse computer-based tools for analyzing the stray load loss based on over 60 published scientific works. Mathematical formulations that can be practically employed by transformer designers during the design phase under normal and harmonic load current conditions are discussed.

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“…Se han publicado diversos métodos para medir o calcular ∆P EC1 [61]- [63]. De acuerdo con [63] ∆P EC1 puede ser calculado fácilmente en función de la pérdida de potencia en el cobre provocada por la corriente rms fundamental de cada fase en el devanado secundario del transformador, obteniéndose mediante la siguiente expresión:…”

Section: Pérdida De Potencia Provocada Por Las Corrientes De Eddy En unclassified

Contribución a la mejora de la eficiencia energética en sistemas trifásicos a cuatro hilos mediante la compensación selectiva de las potencias ineficientes

Muñóz-Galeano¹

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Contribución a la mejora de la eficiencia energética en sistemas trifásicos a cuatro hilos mediante la compensación selectiva de las potencias ineficientes. TESIS DOCTORALDoctorando AGRADECIMIENTOSDeseo mostrar mi más sincero agradecimiento a todas las personas que de una u otra manera contribuyeron con la realización de esta tesis. Especialmente a mis directores por su apoyo incondicional y a mi familia por su paciencia y comprensión.Gracias. RESUMENEsta tesis doctoral trata acerca de los sistemas de compensación activos con conexión en paralelo, utilizados para la mejora de la calidad de la potencia y de la eficiencia energética en las redes eléctricas de distribución y en las instalaciones a cuatro hilos. En la presente tesis se desarrolla un nuevo control del filtro o compensador activo de potencia con la capacidad de seleccionar las potencias ineficientes a compensar basado en el IEEE Std 1459-2010.Algunos términos de potencia definidos en la IEEE Std. 1459-2010 presentan inconsistencias cuando se desarrollan las expresiones propuestas en la norma. Estas inconsistencias son corregidas con un nuevo procedimiento de cálculo que redefine la corriente efectiva (I e ) y el voltaje efectivo (V e ). Con los nuevos valores de V e e I e algunas magnitudes de la IEEE Std. 1459-2010 son recalculadas mientras que otras no se modifican.Se propone el uso de la teoría de la potencia instantánea para explicar los fenómenos que suceden en los sistemas eléctricos. Esta nueva teoría de la potencia eléctrica sirve simultáneamente para medir, cuantificar, y compensar los fenómenos de los sistemas eléctricos, inclusive puede ser usada para determinar las fuentes de distorsión armónica. Mediante el análisis de los flujos de potencia instantáneos se demuestra que la única potencia eficiente de los sistemas eléctricos es la potencia activa fundamental de secuencia positiva (P 1 + ).En relación con el compensador activo de potencia, se deducen las corrientes que debe inyectar el compensador para la estrategia de compensación global, en la que el SAPC genera todas las corrientes ineficientes que demanda la carga. Estas corrientes están basadas en la norma IEEE Std. 1459-2010 y en la nueva teoría de la potencia instantánea propuesta. Teniendo en cuenta de que los compensadores, como cualquier dispositivo eléctrico o electrónico, tienen límites en su potencia de salida, también se proponen expresiones para las corrientes de compensación en el caso de que el compensador no tenga capacidad suficiente para eliminar todas las potencias ineficientes de la carga (modo de compensación selectiva).Se establecen criterios de selectividad para la compensación de las potencias ineficientes de la carga. Con estos criterios se optimiza la transferencia de potencia útil de la red de suministro a la carga, se optimiza el uso del compensador, se minimizan las pérdidas y los efectos nocivos en el sistema eléctrico de distribución de potencia, y se reducen los costos de operación de las cargas eléctricas.Se incluyen resultados de simulación y experiment...

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Practical Wide Frequency Approach for Calculating Eddy Current Losses in Transformer Windings

Abstract: The proposed method is verified by designing several transformers. As an example, a 2.5 kW transformer is fully described. The experiments show good matching with the calculations.

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Review of Modeling Approaches for Conjugate Heat Transfer Processes in Oil-Immersed Transformers

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Stray Load Loss Valuation in Electrical Transformers: A Review

Contribución a la mejora de la eficiencia energética en sistemas trifásicos a cuatro hilos mediante la compensación selectiva de las potencias ineficientes

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