Dağıtım Transformatörlerindeki Dengesiz Gerilim Etkilerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi Kullanılarak Değerlendirilmesi Ve Termal Modellemesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Atabak Najafi

Danışman: İRES İSKENDER

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gerilim dengesizliği; üç faz gerilimlerine ait etkin değerlerin birbirine eşit olmaması ve/ veya bu gerilimlere ait faz açıları arasında 120'şer derece fark olmaması biçiminde ifade edilen bir güç kalitesi sorunudur. Bu tez çalışmasında Sonlu Elemanlar Yöntemine dayalı dağıtım transformatörlerin tasarımı ve transformatörün tüm bölgelerindeki kayıp hesaplaması, nüve üzerinden akan akı dağılımı ve kaçak akıların hesaplanması ve görüntülenmesi açıklanmıştır. Ayrıca nüve kayıplarındaki artış, detaylı olarak incelenmiştir. Beşinci bölümde iyileştirilmiş elektrik -termal eşdeğer devreye dayalı dengesiz gerilim durumunda transformatörün nüvesinde ve diğer metal parçalarındaki sıcaklık artışı ve ömür kaybı incelenmiştir. Bu modelin literatürde sunulan modellere göre avantajı, sargılar, çekirdek, kazan duvarlarındaki sıcaklıklarının dengesiz gerilim durumunda hesaplanabiliyor olmasıdır. Bu bölümde, transformatörün yük ve çevre sıcaklığının yapay geçmişini oluşturmak için Monte Carlo tekniği kullanılmıştır. Dağıtım trafoları dengesiz gerilim durumunda daha doğru modellenebilmesi için kayıp ve ısınma mekanizmalarının eş zamanlı belirlenmesi ve buna bağlı olarak, yük taşıma kapasitesinin hesaplanması gerçeğe daha yakın sonuçlar verecektir. Bu nedenle dengesiz gerilim durumunda transformatörün farkı bölümlerinde, özellikle nüvesindeki sıcaklık dağılımı asimetrik olduğu için sonlu elemanlar yöntemini kullanarak birleştirilmiş elektromanyetik ısıl modeli önerilmiştir. Deneysel olarak 250 kVA dağıtım transformatörün deneysel sonuçları ile iyileştirilmiş termal-elektrik modeli ve önerilen birleştirilmiş elektromanyetik ısıl modeli sonuçları karşılaştırılmış ve yüksek oranda bir benzerlik görülmüştür.