Geri Dön

Kendi kendine soğuyan kuru tip güç transformatörlerinde sargı ısınma hesabına katkılar

Contributions to the calculation of winding temperature rise of the naturally cooled dry type power transformers

  1. Tez No: 126699
  2. Yazar: GÜVEN KÖMÜRGÖZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NURDAN GÜZELBEYOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2002
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Makineleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 140

Özet

kendi kendine soğuyan kuru tip güç transformatörlerinde sargı ısınma hesabına katkılar ÖZET Güç transformatörleri, elektrik enerjisi dağıtım sistemleri içerisinde en önemli makinadır. Verimleri çok yüksek olan transformatörlerde, çekirdek ve sargılarda oluşan kayıplar önemli ısı artışlarına neden olur. Isı dağılımı soğutucu ortama doğru gerçekleşmektedir. Isınma, transformatör sargılarında kullanılan yalıtkan malzemeyi etkilemektedir. Bir transformatörün ömrü yalıtkanın dayanabileceği sıcaklıkla sınırlıdır. Transformatörlerde belirlenen sıcaklık artış sınırları, kullanılan malzemenin cinsine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Standartlarda belirtilmiş olan bu sıcaklıklar, transformatör anma gücünde çalışırken sargılardan küçük zaman aralıklarında doğru akım geçirilmesiyle yapılan ısınma deneyi sonucunda bulunur. Deneysel çalışma sonunda elde edilen bu sıcaklık, sargının ortalama sıcaklığıdır. Halbuki, değeri deneysel olarak ölçülemeyen sargının üst kısmında ortalama sıcaklığın üzerinde ısınan bir bölge vardır. Sargının üst tarafında bulunan ve ortalama sıcaklığın üzerinde olan bu noktaların değeri ve yerinin tespiti için bir çok deneysel ve teorik çalışma yapılmıştır. Bu konudaki çalışmalar yeterli olmadığı gibi standartlar anlaşılır ve yeterli değildir. Transformatörler, anma güçlerinin üzerinde çalıştırıldığı durumlarda, en çok ısınma gözlenen bu bölgenin sıcaklığı daha da artar ve bu noktalarda, yalıtkanın hızlı bir şekilde yaşlanması olayı görülür. Kısa devrelere varan yalıtkan yaşlanması meydana gelir. Isınmanın hangi kısımlarda daha fazla olduğunu ve sıcaklık değerlerinin belirlenmesi için, sıcaklık dağılımının bilinmesine ihtiyaç vardır. Bu noktaların yerinin ve değerinin bilinmesiyle, transformatörlerin aşırı yüklenmesine olanak sağlanabilir ve kısa süreli aşırı yüklenme süresi artırılabilir. Yapılan tasarımlarda sıcaklık dağılımı tam olarak bilinirse işletim ve imalat masrafları en aza indirgenebilir. Transformatör, daha küçük boyutlarda, daha hafif olarak ve ekonomik tasarımlarla optimize edilebilir. Dolayısıyla sargı yüksekliği boyunca en fazla ısınan noktanın saptanması çok önemlidir. Ayrıca, sıcaklık dağılımının bilinmesi izleme ile hata tanısı koyma sistemlerine kriter oluşturmaktadır. Bilgisayar destekli tasarımın hızla ilerlemesiyle birlikte, sayısal yöntemler kullanılarak güç transformatörlerinde detaylı sıcaklık dağılımı büyük doğrulukla elde edilebilir. Bu çalışmada; kendi kendine soğuyan kuru tip bir güç transformatöründe Ansys paket programı ile alt ve üst gerilim sargısı ve çekirdekten oluşan transformatörün bir bacağına ilişkin sıcaklık dağılımı çıkarılmıştır. Yüksek gerilim sargısının yüksekliği boyunca sıcaklık dağılım eğrisi çıkartılarak, en çok ısınan noktanın yeri ve büyüklüğü belirlenmiştir. Sargının en çok ısınan noktasındaki sıcaklığı transformatörün ömrünü belirlediği düşünülerek, bütün bobinlerin aynı zamanda yaşlanmasını sağlayacak yani bütün bobinleri ortalama sıcaklığın biraz üstünde ama eşit olarak ısınan basamaklı sargı XIVtasannu yapılmıştır. Basamaklı sargının boyutlandırılması, yüksek gerilim sargı bobinlerinin yüzey sıcaklıkları eşit olacak şekilde bu bobinlerde üretilen ısı miktarları değiştirilerek yapılmıştır. Belirlenen ısı üretimlerine göre sargı iletkenleri basamaklandırılmıştır. Bu suretle bir güç transformatöründe; 1. Sıcaklık dağılımının ve sargı yüksekliği boyunca sıcaklık dağılım eğrisinin, sıcak nokta sıcaklığının yerinin ve sıcak nokta sıcaklığının değerinin sonlu elemanlar yöntemine dayanan Ansys programıyla hesap edilebileceği önerilmiş, 2. Bütün bobinlerin eşit yüzey sıcaklığına sahip olması için, bobin kayıplarının ne kadar olması gerektiği saptanarak, bakır ekonomisi sağlayan bir basamaklı sargı tasarımı yapılabileceği gösterilmiştir. XV

Özet (Çeviri)

CONTRIBUTIONS TO THE CALCULATION OF WINDING TEMPERATURE RISE OF THE NATURALLY COOLED DRY TYPE POWER TRANSFORMERS SUMMARY Power Transformers are of the main components of the electric distribution systems. The losses in the core and the windings of high efficiency transformers cause an increase in the operating temperature of the transformer. This temperature increase can affect the insulating material used in the windings of the transformer. The life of a transformer is limited by the maximum temperature this insulating material can stand. The maximum temperature rise limit depends on the type of the insulating material. This maximum temperature is found by an experiment, where short dc current pulses are injected to the windings for a short time while the transformer is operating at the rated power level. The maximum temperature found in the experiment is the average temperature of the windings. In fact, there are points on the windings where the temperature is above this average temperature. There have been many researches and experiments to find these high temperature points on the windings. There hasn't been enough research to address this important issue. Moreover, the standards about this issue are not clear enough. As the transformers are overloaded time to time, the temperature of these hot spots raises further. The insulating material on the windings at these hot spots ages rapidly. This finally causes short circuits between the windings. In order to find the location and the temperature level of these hot spots, the temperature distribution of the transformer must be determined. If these hot spots are located the transformer can be safely overloaded. Moreover, loading capability of the power transformer, continuous and short time over loading can be increased. If the temperature distribution of the design is known, the manufacturing cost can be minimized. After the high temperature spots are determined, the transformer size and manufacturing cost can be optimized. Therefore, it is crucial to determine the hot spot temperature across the windings. In addition, it is necessary to determine the temperature distribution for developing to diagnose and detecting faults in power transformers. As the CAD tools improve rapidly, it makes it easier to determine accurate temperature distribution in the power transformers by using numerical methods. In this study, the temperature distribution of one of the transformer's leg was determined by using pocket program called ANSYS. Each leg of the transformer consists of the upper and lower windings and the core. The temperature distribution was plotted along the winding height, and the level and the location of the hot spot temperature was determined. XVIAssuming that the hot spot temperature determines the life of the transformer, the stepped winding that coils have nearly hot spot temperature, over the average temperature, on the surface was designed. The coils were arranged in order to obtain same life. For this designed, a constant temperature distribution along the winding surface was obtained by changing the heat generation within coils. The conductor size of coils was determined based on the heat generation within coils. Shortly, for a power transformer, 1. It was suggested that the location and the level of the hot spot temperature could be determined by using ANSYS based on the finite element method. 2. It was shown that the stepped winding with less usage of copper could be designed. It was determined how much copper loss in coils to get equal surface temperature on all of coils. XVll

Benzer Tezler

  1. Tez No

    39801

    Kendi kendine soğuyan transformatörlerde radyatörlerin sıcaklık ve basınç düşümü hesabı

    Temperature and pressure drop calculation in radiators of self-cooled transformers

    ALKIM ÖZTURAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. NURDAN GÜZELBEYOĞLU

  2. Tez No

    631185

    Fabrication and characterization of SOI based photodetectors with graphene electrode

    Grafen elektrotlu SOI tabanlı fotodedektörlerin üretimi ve karakterizasyonu

    ALPER YANILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEM ÇELEBİ

    PROF. DR. SİNAN BALCI

  3. Tez No

    815944

    Experimental and numerical analysis of the thermoelectric cooling of photovoltaic panels

    Fotovoltaik panellerin termoelektrik ile soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi

    ALI TALIB DAKHAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KENAN YAKUT

  4. Tez No

    145043

    Kütahya ili Merkez ilçesindeki savatlı gümüş takılar

    It is provided with documenting by researching the niello style applied to silver ornament it Kütahya

    AYŞEN ARAT ÖZKUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    El SanatlarıGazi Üniversitesi

    Geleneksel Türk El Sanatları Ana Sanat Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TOMRİS KATLI

  5. Tez No

    839321

    Kahramanmaraşlı bir halk şairi İsa Karaturna'nın 8-10. şiir defterleri üzerine biçimsel ve tematik bir inceleme

    8-10 of İsa Karaturna, a folk poet from Kahramanmaraş a stylical and thematic study on poetry notebooks

    HALİL KARCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Halk Bilimi (Folklor)Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Türk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KEMALETTİN KOÇ

Geri Dön