Farklı Nüve Malzemelerinin Transformatörün Verimi Üzerindeki Etkilerinin Analizi
Öz
Transformatörler elektrik iletim ve dağıtım şebekesinin en önemli bileşenleri arasındadır. Transformatörlerin yüksek verimlilikle çalışması güç sistemlerinin de verimlilikle çalışması anlamına gelmektedir. Güç sistemlerindeki teknolojik ilerlemeler, transformatör tasarımcılarına da hem daha ekonomik hem de daha verimli transformatörler üretme yönünde sorumluluk yüklemektedir. Transformatör, çekirdek, sargılar, izolasyon ve diğer birçok ekipman gibi çok sayıda modülden oluşan karmaşık üç boyutlu bir yapıdır. Transformatörün nüvesinde kullanılan farklı manyetik malzeme türleri bulunmaktadır. Ancak amorf manyetik malzemeler ve bu malzemelerle tasarlanan transformatörler ilgi odağı olmaya başlamıştır. Bu çalışmada çekirdek tipi transformatörün Sonlu Eleman modeli, aynı boyutlara ve çalışma koşullarına sahip transformatörün kayıplarını bulmak için nüvesi farklı manyetik malzemelerle tasarlanan transformatörün SEY tabanlı ANSYS-Maxwell yazılımı kullanılarak analizi gerçekleştirilmiştir. Analizler, farklı nüve malzemeleri için manyetik akı yoğunluğu, akım yoğunluğu, nüve kayıpları, girdap akım kayıpları ve manyetik vektör potansiyeli gibi farklı elektromanyetik özelliklerin karşılaştırılması için yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- T. Zupan, B. Trkulja, R. Obrist, T. Franz, B. Cranganu-Cretu, and J. Smajic. ‘‘Transformer windings rlc parameters calculation and lightning impulse voltage distribution simulation’’, IEEE Transactions on Magnetics, vol.52, no.3, pp.1-4, March 2016.
- T. Zheng, Y.J. Zhao, J. Ying, P.L. Chen, F.F. Zhang “Design and analysis on the turn-to-turn fault protection scheme for the control winding of a magnetically controlled shunt reactor”, IEEE Transactions, vol. 30, no.2, pp. 967-975, 2015.
- M. Yazdani-Asrami, M. Mirzaie, A.S. Akmal, No-load loss calculation of distribution transformers supplied by nonsinusoidal voltage using three-dimensional finite element analysis, Energy, vol. 50, no. 1, pp. 205-219, 2013.
- M. Ostrenko and B. Andriienko, "Transformer impulse surges calculation by FEM coupled to circuit," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 53, no. 6, pp. 1-4, June 2017, Art no. 7401804.
- T. Zheng, Y.J. Zhao, J. Ying, P.L. Chen, F.F. Zhang, “Design and analysis on the turn-to-turn fault protection scheme for the control winding of a magnetically controlled shunt reactor”, IEEE Transactions, vol. 30, no.2, pp.967-975, 2015.
- B. Qi, X. Zhao, C. Li, H. Wu, Transient electric field characteristics in oil-pressboard composite insulation under voltage polarity reversal. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 22, pp. 2148–2155, 2015.
- Y. Özüpak, M. S. Mamıs, Realization of electromagnetic flux and thermal analyses of transformers by finite element method. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, vol.14, no.10, pp. 1478-1484. Doi: 10.1002/tee.22966, 2019.
- Y. Özüpak, M. S. Mamıs, İ. H. Teke, ‘‘Electromagnetic Field and Total Loss Analysis of Transformers by Finite Element Method.’’ International Journal of Engineering And Computer Science, vol.8, no.1, pp. 24451-24460. Yayın No: 5774086, 2019.
- P. Huang, C. Mao, D. Wang, ‘‘Electric Field Simulations and Analysis for High Voltage High Power Medium Frequency Transformer’’ Energies, vol.10, no.3, pp.371, doi:10.3390/en10030371, 2017.
- M. Ostrenko, B. Andriienko, "Transformer impulse surges calculation by FEM coupled to circuit," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 53, no. 6, pp. 1-4, June 2017. Art no. 7401804.
