Güç transformatörünün tank duvarındaki manyetik şöntlerin optimum konum ve boyutunun belirlenmesi
Determination of the optimum position and size of the magnetic shunts in the tank wall of the power transformer
- Tez No: 935148
- Danışmanlar: PROF. DR. BİLAL GÜMÜŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güç transformatörlerinin tank duvarlarında kaçak akılar nedeniyle meydana gelen kayıpları azaltmanın etkili yöntemi manyetik şöntlerin kullanılmasıdır. Manyetik şöntler kaçak akıları kendisine doğru yönlendirerek tanka ulaşmasını engeller. Transformatör üreticileri tank kaybını azaltmak için tank duvarlarının iç yüzeyinde yaygın olarak dikey manyetik şöntler kullanmaktadır. Bu tez çalışmasında bir güç transformatöründe optimum yatay şönt kullanımı araştırılmıştır. Bu amaçla öncelikle, transformatör üreticisi tarafından tank duvarında optimize edilmiş dikey manyetik şöntler kullanılarak imal edilen 50 MVA gücündeki bir güç transformatörü tam yükte 100 ms süresince analiz edilmiştir. Analiz sonucunda elde edilen tank kayıp değerleri deneysel sonuçlar ile doğrulanarak modelin geçerliliği kanıtlanmıştır. Transformatör tankının sadece uzun ön duvarında ve sadece kısa yan duvarında dikey manyetik şöntler mevcutken 2 milisaniye süresince analiz edilerek tank kayıp örnekleri alınmıştır. Dikey manyetik şöntlü transformatörün tank kayıp örnekleri referans alınarak tankın sadece kısa yan duvarında ve sadece uzun ön duvarında yatay manyetik şöntler kullanılarak sonlu elemanlar yöntemine dayalı 2 milisaniyelik parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Parametrik analizler sonucunda uygun konumlu ve boyutta yatay manyetik şöntlü tank modeli elde edilmiştir. Optimum konumu ve boyutu bulunan yatay manyetik şöntlü tank modellenerek transformatör tam yükte 100 milisaniye süresince analiz edilerek transformatör üreticisinin imal etmiş olduğu dikey manyetik şöntlü transformatörün deneysel ve simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, yatay manyetik şönt hacminde, dikey manyetik şönt hacmine göre %25,83 tasarruf sağlanmıştır. Yatay manyetik şöntlerde maksimum manyetik akı yoğunluğunun ve yatay manyetik şöntlü transformatör tankında maksimum akım yoğunluğunun daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Transformatör tam yükte çalışırken üç faz-toprak kısa devre olayında manyetik şöntlerin tank ve nüve üzerindeki etkileri incelenmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında tank duvarında manyetik şönt olmadığı, dikey manyetik şönt olduğu ve optimum yerleşimle elde edilen yatay manyetik şönt olduğu durumlar için ayrı ayrı incelenmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında en yüksek kaybın manyetik şöntsüz tankta, en düşük kaybın dikey manyetik şöntlü tankta meydana geldiği tespit edilmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında yatay manyetik şöntlü transformatör tankındaki maksimum akım yoğunluğu, dikey manyetik şöntlü transformatör tankındakinden daha düşük olduğu belirlenmiştir. Tankta en yüksek akım yoğunluğu tank duvarında manyetik şönt olmayan transformatörde gerçekleşmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında manyetik şöntlerin nüve kaybı üzerinde etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Bir faz-toprak, iki faz-toprak ve üç faz-toprak kısa devre olaylarının transformatör tank kaybı ve nüve kaybı üzerindeki etkileri de incelenmiştir. En yüksek tank kaybı, en düşük nüve kaybı ve tankta maksimum akım yoğunluğu üç faz-toprak kısa devre olayında meydana gelmiştir.
Özet (Çeviri)
An effective method of reducing losses due to stray fluxes in the tank walls of power transformers is the use of magnetic shunts. Magnetic shunts direct stray fluxes towards themselves and prevent them from reaching the tank. Transformer manufacturers commonly use vertical magnetic shunts on the inner surface of tank walls to reduce tank loss. In this thesis, the optimum use of horizontal shunt in a power transformer was investigated. For this purpose, firstly, a 50 MVA power transformer manufactured by the transformer manufacturer using optimized vertical magnetic shunts on the tank wall was analyzed for 100 ms at full load. The tank loss values obtained as a result of the analysis were verified with experimental results and the validity of the model was proven. Tank loss samples were taken by analyzing for 2 milliseconds when vertical magnetic shunts were present only on the long front wall and only on the short side wall of the transformer tank. Based on the tank loss samples of the transformer with vertical magnetic shunts, parametric analyses based on the finite element method were performed for 2 milliseconds using horizontal magnetic shunts only on the short side wall and only on the long front wall of the tank. As a result of the parametric analyses, a tank model with horizontal magnetic shunts with suitable location and size was obtained. The optimum position and size of the horizontal magnetic shunt tank was modeled and the transformer was analyzed at full load for 100 milliseconds and compared with the experimental and simulation results of the vertical magnetic shunt transformer manufactured by the transformer manufacturer. According to the results obtained, a saving of 25.83% is achieved in the horizontal magnetic shunt volume compared to the vertical magnetic shunt volume. It has been found that the maximum magnetic flux density in horizontal magnetic shunts and the maximum current density in the transformer tank with horizontal magnetic shunt are lower than the vertical. The effects of magnetic shunts on the tank and core in the event of a three-phase-to-ground short circuit while the transformer is operating at full load were investigated. In the three phase-ground short circuit event, the cases where there is no magnetic shunt on the tank wall, where there is a vertical magnetic shunt and where there is a horizontal magnetic shunt obtained with optimum placement are examined separately. It has been determined that in a three phase-to-ground short circuit event, the highest loss occurs in the tank without a magnetic shunt, and the lowest loss occurs in the tank with a vertical magnetic shunt. It was determined that the maximum current density in the horizontal magnetic shunt transformer tank in the three phase-to-ground short circuit event was lower than that in the vertical magnetic shunt transformer tank. The highest current density in the tank occurred in the transformer without a magnetic shunt on the tank wall. The effects of one phase-to-ground, two phase-to-ground and three phase-to-ground short circuit events on the transformer tank loss and core loss are also investigated. The highest tank loss, lowest core loss and maximum current density on the tank occurred in the three phase-to-ground short circuit events.
Benzer Tezler
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Manisa yöresinde domateste anlaşmalı tarım ve karşılaşılan sorunlar
Başlık çevirisi yok
OSMAN MURAT KOÇTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TALİM
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- Matris lie grupları üzerine
Başlık çevirisi yok
RIFAT GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Matematikİnönü ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ KURUOĞLU