8567

8567

آناليز حرارتي ترانسفورماتورهاي قدرت تحت شرايط خطاياتصال كوتاه حلقه به حلقه

كارشناسي ارشد

برق

بهمن 1389

بهمن 1389

دكتر ابوالفضل واحدي

ترانسفورماتورهايقدرت يكي از تجهيزات موجود در سيستم هاي قدرت بوده و عملكرد صحيح آنها نقش مهمي در تأمين قابليت اطمينان سيستم هاي قدرت ايفا مي كند. با توجه به اتصال دائم ترانسفورماتورها به شبكه هاي انتقال و توزيع ، هر نوع اقدام در جهت افزايش عمر مفيد ترانسفورماتورها، مي تواند باعث بهبود در عملكرد سيستمهاي قدرت شود. يكي از عوامل مهم در كاهش عمر مفيد ترانسفورماتورها، حرارت است كه بطور مستقيم با بار ترانسفورماتور و خطاهاي داخلي در ارتباط است. مطالعات آماري انجام شده نشان ميدهند كه مهمترين عامل نقص ترانسفورماتورهاي قدرت، وقوع خطاهاي اتصال كوتاه بر روي سيمپيچيهاي ترانسفورماتور ميباشد كه بهعلت عدم شناسايي در مراحل اوليه، در طول سيمپيچي گسترش يافته و در نهايت شكست و فروپاشي كامل ترانسفورماتور را در پيداشتهاند. از اين رو شناخت و مطالعه رفتار حرارتي قسمتهاي مختلف ترانسفورماتور در شرايط خطاي اتصال كوتاه حلقه به حلقه براي تعيين حداكثر حد مجاز بارگذاري ترانسفورماتورها و جلوگيري از وقوع حوادث ناگوار از اهميت ويژه اي برخوردار است. با توجه به پيچيدگي ساختمان ترانسفورماتورها محاسبات دقيق توزيع حرارت در يك ترانسفورماتور مشكل بوده و مبتني بر يك سري روشهاي پيچيده است . روشهاي عمومي چندي در طي ساليان متمادي توسط مهندسان توسعه يافته اند كه بر پايه يك سري ساده سازيها استوارند. مدلهاي مزبور تنها قادرند ميانگين درجه حرارت سيم پيچها، روغن و هسته ترانسفورماتور را محاسبه كنند و اطلاعات دقيقي از حداكثر درجه حرارت سيم پيچها و نحوه توزيع حرارت در قسمتهاي مختلف آنها ارائه نمي دهند. در اين پاياننامه پس از مرور اصول كلي و مفاهيم پايه در مطالعه حرارتي ترانسفورماتورها و انواع روشهاي موجود در (FEM) مدلسازي حرارتي ترانسفورماتورها، يك مدل حرارتي دو بعدي براي ترانسفورماتور در محيط اجزاء محدود توسعه داده مي شود. با پياده سازي مدل اجزاء محدود بر روي يك ترانسفورماتور نمونه در وضعيت كاري سالم ترانسفورماتور، نتايج بدست آمده از آن با نتايج عملي ترموگرافي بر روي ترانسفورماتورهاي مشابه مقايسه و اعتبار سنجي مي شوند. در ادامه با اعمال خطاي اتصال حلقه به حلقه بر روي سيم پيچي هاي ترانسفورماتور، رفتار حرارتي ترانسفورماتور در شرايط خطاي اتصال كوتاه سيم پيچي بررسي و تحليل مي شود. همچنين با تغيير شرايط خطا و پارامترهاي موثر در وضعيت خطا نظير امپدانس و موقعيت خطا بر روي سيمپيچي، رفتار حرارتي ترانسفورماتور در شرايط متفاوت خطا بحث و بررسي خواهد شد. كلمات كليدي: ترانسفورماتور قدرت، انتقال حرارت، نقطه داغ، روش اجزااجزا محدود، اتصال كوتاه حلقه به حلقه