تعیین توزیع حرارتی در پستهای کمپکت
محورهای موضوعی : پردازش چند رسانه ای، سیستمهای ارتباطی، سیستمهای هوشمند
میثم بهاروند
1
(مدیر تحقیقات موسسه تحقیقات ایران ترانسفو)
کلید واژه: انسیس, پست کمپکت, اجزاءمحدود, ترانسفورماتور, جهش حرارتی,
چکیده مقاله :
ترانسفورماتورها یکی از اجزاء مهم پست های کمپکت هستند و مطالعه رفتار مغناطیسی و حرارتی آنها در داخل پست های کمپکت، دارای اهمیت بسزائی می باشد. تعیین توزیع حرارتی در داخل ترانسفورماتورها بعلت پیچیدگی هندسی ساختمان ترانسفورماتور، وابسته بودن خواص مواد بکار رفته با درجه حرارت و غیرخطی بودن رفتار مغناطیسی آنها معمولا مشکل می باشد و پیچیده است. در این بین استفاده از روش های عددی همانند اجزاء محدود یک روش کارآمد برای تعیین توزیع حرارتی داخل ترانسفورمر و نیز تعیین حداکثر دمای سیم پیچی های ترانسفورمر می باشد. در این پایان نامه با استفاده از تحلیل های مغناطیسی و حرارتی دو بعدی اجزاء محدود توسط نرم افزار انسیس توزیع حرارتی سیم پیچی های ترانسفورمر در شرایط نرمال بهره برداری در فضای باز و نیز در شرایطی که ترانسفورمر در داخل پست کمپکت قرار دارد تعیین می شود و با توجه به اختلاف دمای حداکثر دمای سیم پیچ ها در دو شرایط، کلاس حرارتی پست کمپکت تعیین می شود.
Transformers are one of the most important components of compact substations, and the study of their magnetic and thermal behavior inside compact substations is very important. Determining the thermal distribution inside transformers is often difficult due to the geometric complexity of the transformer structure, the dependence of the properties of the materials used on the temperature, and the nonlinearity of their magnetic behavior. In the meantime, the use of numerical methods such as finite elements is an efficient method to determine the thermal distribution inside the transformer and also to determine the maximum temperature of the transformer windings. In this dissertation, using magnetic and two-dimensional thermal analysis of finite elements by Ansys software, the thermal distribution of transformer windings in normal outdoor operation conditions and also in conditions where the transformer is located inside the compact post is determined and according to The temperature difference of the maximum temperature of the coils in the two conditions determines the thermal class of the compact substation.
[1] مجموعه کاتالوگهای شرکت توسعه پستهای ایران ترانسفو
[2] مجموعه کاتالوگهای شرکت ایران ترانسفو
[3] S. C. Bell, P. S. Bodger, “Power Transformer Design Using Magnetic Circuit Theory and Finite Element Analysis-A Comparison of Techniques,” Australia Power Electric Conference, 2007; 607-612.
[4] N.E. Mastorakis, C. A. Bulucea, M. C. Popescu, “Transformer Electromagnetic and Thermal Models,” 9th WSEAS International Conference on Power Systems,108-116.
[5] G. Swift, T.S. Molinski, R. Bray, A. Manzies, Fundamental Approach to Transformer Thermal Modeling-Part II: Field Verification,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 16, no. 2, pp. 176-180, 2001.
[6] G. L. Alegi, W. Z. Black, “Real Time Thermal Model for An Oil-Immersed Forced-Air Cooled Transformer,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 5, no. 2, pp. 991-999, 1990.
[7] W. H. Tang, O.H. Wu, Z. J. Richardson, Equivalent Heat Circuit Based Power Transformer Thermal Model,” IEE Proceedings-Electric Power Applications, vol. 149, no. 2, pp. 87-92, 2004.
[8] D. Susa, M. Lehtomen, H. Nordman H, “Dynamic Thermal Modeling of Power Transformers,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no. 1, pp. 197-204, 2010.
[9] K. M. Takami, J. Mahmoudi, “Numerical Modeling of Heat Generation and Distribution in the Core and Winding of Power Transformers,” International Journal of Emerging Electric Power Systems, vol. 9, no. 2, pp. 75-90, 2010.
[10] J. Faiz, M. B. Sharifian, A. Fakhri, “Oil- Immersed Transformer Thermal Modeling,” Euro. Transaction Electric Power, vol. 18, pp. 577-594, 2012.
_||_