Güç Transformatörlerinin Yıldırım Darbe Analizlerinin ANSYS@Maxwell-3D ile Gerçekleştirilmesi

Yıldırım Özüpak, Mehmet Salih MAMİŞ
2019 Kırklareli university journal of engineering and science  
Özet Transformatörlerde ani olarak meydana gelen yüksek gerilim ve akımlara karşı transformatörün mekanik dayanımının tahmini, transformatörün hem tasarım aşaması hem de ömrü için çok önemlidir. Transformatörlerin dayanımının yıldırım darbelerine karşı sağlanabilmesi için tasarım aşamasında aşırı gerilimlere maruz kalan bölgelerinin bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada, tasarlanan güç transformatörünün, hem normal çalışma koşullarında hem de yıldırım darbesi durumundaki elektromanyetik akı
more » ... anyetik akı değerleri vetransformatörün sargılarında meydana gelen elektromanyetikkuvvetler analiz edilmiştir. Sonlu Elemanlar Yöntemi'ne (SEY) dayanan ANSYS@Maxwell-3D ile transformatörün 3D simülasyon modelitasarlanıp analizler gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan model ile transformatörün hem normal çalışma koşullarındaki analizleri hemde yıldırım darbesine maruz kaldığı durumdaki analizleri gerçekleştirlmiştir. Ayrıca, her ikiçalışma koşulu için elektromanyetik akı ve elektromanyetik kuvvetler hesaplanmıştır. Bu sayede, nüvedeki manyetik akı yoğunluğunun dağılımı, sorunlu ve mekanik dayanımın az olduğu bölgeler tespit edilmiştir. Abstract The estimation of the mechanical strength of the transformer against sudden high voltages and currents in transformers is very important for both the design stage and the life of the transformer. It is important to know the regions exposed to overvoltages during the design phase in order to provide the resistance of the transformers against the lightning pulses. In this study, the electromagnetic flux values of the designed power transformer, both under normal operating conditions and lightning pulses, and the electromagnetic forces occurring in the transformer windings were analyzed. With the ANSYS @ Maxwell-3D based on the Finite Element Method (SEY), a 3D simulation model of the transformer was designed and analyzed. With the designed model, the analyzes of the transformer in both normal working conditions and in case of lightning impact were carried out. In addition, electromagnetic flux and electromagnetic forces were calculated for both operating conditions. In this way, the distribution of magnetic flux density in the core, the problematic and mechanical strength of the regions were determined.
doi:10.34186/klujes.571086 fatcat:yjq5xov3oveungbkb5ora72qsu