9952

9952

طراحي بهينه شين‌هاي اتصال حامل جريان در ترانسفورماتورهاي كوره‌ي قوس الكتريكي

درجه كارشناسي ارشد

مهندسي برق گرايش قدرت

اسفند 1390

اسفند 1390

دكتر ابوالفضل واحدي

چكيده از جمله‌ي بخش‌هاي بسيار مهم ترانسفورماتور‌هاي كوره‌ي قوس الكتريكي، شين‌هاي جمع كننده‌ي سمت فشار ضعيف است كه وظيفه‌ي انتقال و هدايت جريان ديسك‌هاي موازي سيم پيچ فشار ضعيف را به خارج از مخزن ترانسفورماتور بر عهده دارد. عدم طراحي درست و مناسب اين شين‌ها مي‌تواند باعث ايجاد تلفات اهمي بالا در شين‌ها، تلفات سرگردان بر روي مخزن ترانسفورماتور و در نتيجه ايجاد نقطه‌ي داغ در شين‌ها و يا در ديواره‌ي مخزن شود. همچنين محاسبه‌ي نيرو‌هاي اتصال كوتاه ميان شين‌هاي مذكور به دليل شدت بالاي جريان‌هاي اتصال كوتاه در ترانسفورماتور، به منظور تعيين تكيه گاه‌هاي مناسب شين‌ها بسيار حائز اهميت مي‌باشد. بنابر اين طراحي اين شين‌ها به دليل جريان‌هاي بسيار بالا مستلزم دقت و توجه بسيار است. از جمله مسائل ديگر مرتبط با شين‌هاي حامل جريان امپدانس ناشي از شين‌ها است كه محاسبه‌ي آن مستلزم تعيين دقيق مقاومت اهمي معادل و اندوكتانس معادل شين‌ها مي‌باشد. در اين پروژه در ابتدا به تلفات سرگردان شين‌هاي حامل جريان در مخزن ترانسفورماتور با استفاده از روش‌هاي تحليلي و تحليل المان مورد مطالعه قرار گرفته در سپس به تحليل پوشش گذاري‌هاي مختلف مخزن ترانسفورماتور پرداخته مي‌شود. در ادامه با ارائه‌ي رابطه‌اي بسته براي نيروي الكترومغناطيسي بين دو شين و بهره گيري از روش تصوير، به محاسبه‌ي نيرو‌هاي اتصال كوتاه ميان شين‌هاي حامل جريان مي‌پردازيم. با محاسبه‌ي چگالي جريان واقعي به روش‌هاي تحليلي و عددي تلفات اهمي و مقاومت اهمي معادل شين‌ها محاسبه‌ مي‌شود. راكتانس معادل شين‌ها نيز با استفاده از روش انرژي و به همراه روش تصوير محاسبه خواهد شد. در نهايت به بررسي طراحي‌هاي مناسب ابعاد و آرايش شين‌ها با استفاده از روش‌هاي بهينه سازي و در نظر گرفتن توابع هدفي چون نيروي اتصال كوتاه، امپدانس معادل، حداكثر چگالي جريان و... خواهيم پرداخت. كلمات كليدي: كوره‌ي قوس الكتريكي، شين‌هاي حامل جريان، نيروي اتصال كوتاه، تلفات مخزن، تحليل المان محدود، امپدانس معادل.