20478

۲۰۴۷۸

تجزيه و تحليل فيزيك چندگانه و شبيه سازي ترانسفورماتور ابررساناي دما بالاي سه فاز در شرايط گوناگون اتصال كوتاه در شبكه قدرت

كارشناسي ارشد

قدرت - سيستم

۹۷-۹۸

۱۳۹۸/۰۲/۰۴

دكتر حسين حيدري

برق

در اين پايان نامه ترانسفورماتور HTS و ترانسفورماتور مرسوم با ظرفيت و سطح ولتاژ يكسان مورد بررسي قرار مي گيرند و تحليل فيزيك چندگانه (تحليل حرارتي، مغناطيسي و مكانيكي) با استفاده از روش اجزاي محدود (FEM) براي هر دو ترانسفورماتور ذكر شده در شرايط گوناگون اتصال كوتاه انجام مي شود. ابتدا با استفاده از نرم افزار PSCAD/EMTDC مدلسازي مسئله انجام شده و جريان عبوري از سيم پيچي هاي ترانسفورماتور HTS و مرسوم در شرايط مختلف اتصال كوتاه، محاسبه شده است. همچنين ميزان افزايش دماي سيم پيچي ترانسفورماتورها در اثر عبور جريان بالا محاسبه مي شود. براي ترانسافورماتور HTS از دو لايه پايدارساز از جنس مس و فولاد ضدزنگ استفاده و نتايج با يكديگر مقايسه مي شود. سپس با استفاده از نرم افزار FLUX ، تحليل فيزيك چندگانه به منظور بررسي آثار جريان اتصال كوتاه روي سيم پيچي ترانسفورماتورهاي HTS و مرسوم انجام شده و تحليل الكترومغناطيسي-حرارتي براي هر دو ترانسفورماتور صورت مي گيرد. سرانجام نتايج حاصل شده از دو شبيه سازي با يكديگر مقايسه شده و صحت سنجي با مقالات معتبر انجام مي شود. به طور كلي در اين پايان نامه برتري ترانسفورماتور HTS نسبت به ترانسفورماتور مرسوم از جهت تلفات كمتر، وزن و حجم كوچكتر، بازدهي بالاتر، دامنه جريان خطاي كمتر و بسياري مزاياي ديگر نشان داده خواهد شد. كلمات كليدي: ترانسفورماتور مرسوم، ترانسفورماتور HTS ، سيم پيچي، روش اجزاي محدود، فيزيك چندگانه، اتصال كوتاه

1398/02/22

Multiphysics Analysis and Simulation of 3-phase High Temperature Superconducting Transformer for Various Short Circuit Conditions in Power Network

5/12/2019 12:00:00 AM

In this thesis, HTS and conventional transformer with the same capacity and voltage level are investigated and multiphysics analysis (thermal, magnetic, and mechanical analysis) is performed using the finite element method (FEM) for both transformers in different short-circuit conditions. First, using the PSCAD / EMTDC software, the problem was modeled and the current passing through the HTS and conventional transformer windings is calculated in different short-circuit conditions. Also, temperature rise of transformer windings caused by passing current through them was calculated. For HTS transformer, two stabilizer layers, made from copper and stainless steel, were used and the results were compared. Then by using FLUX software, multiphysics analysis was done in order to studying short circuit current effect on HTS and conventional transformer windings and electromagnetic-thermal analysis for both transformers was done. Finally, output results from both simulations were compared and verified according to authentic articles. Generally, in this thesis HTS transformer advantage to conventional transformer in terms of less loss, less weight and volume, more efficiency, less fault current amplitude and more other advantages will be illustrated. Keywords: Conventional Transformer, HTS Transformer, Winding, Finite Element Method, Multiphysics, Short Circuit