Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi

Mehmet Aytaç Çınar; Bora Alboyacı; Serenay Çürükova; Oluş Sönmez; Rauf Yapıcı

doi:10.17341/gazimmfd.369855

Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi

Öz

Yağlı tip transformatörlerdeki kazan ve diğer metal yapısal elemanlar üzerinde meydana gelen güç kayıpları, toplam kayıpların azaltılmasına yönelik olarak gerçekleştirilen çalışmalarda göz önünde tutulması gereken etkenlerden biridir. Bu kayıplar sargıların çevresindeki kaçak akılar sebebiyle transformatörün yapısal metal parçaları üzerinde oluşmakta ve bu parçalarda aşırı ısınmaya yol açmaktadır. Bu çalışmada, kazan duvarları üzerinde meydana gelen bu kayıpları azaltmak amacıyla kazan duvarlarının iç yüzeyine yerleştirilen şönt elemanların en uygun boyutlarının belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda özel olarak tasarlanan bir transformatör için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak elektromanyetik analizler gerçekleştirilmiş olup, analiz sonuçları deneysel çalışmalar ile doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlar ile kazan duvarlarının iç yüzeyine yerleştirilecek en uygun şönt boyutları transformatörün sargı boyutlarına bağlı olarak ifade edilmektedir. Belirlenen boyutlardaki şönt elemanların kullanımı ile kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların %91,43, toplam kısa devre kayıplarının ise %14,9 oranında azaltılması mümkün olmuştur.

Anahtar Kelimeler

Transformatör,kazan kayıpları,şönt eleman,boyutlandırma,kayıp azaltma

Kaynakça

1. EN 50588-1, Medium power transformers 50 Hz, with highest voltage for equipment not exceeding 36 kV – Part 1: General requirements, June 2015.
2. Scholand M., Blackburn T., Hopkinson P., Sampat M., SEAD Distribution Transformers Report Part 3: Energy Efficiency Class Definitions, The Super-efficient Equipment and Appliance Deployment, Canada, 11-13, 2013.
3. Vogel F.J., Adolphson E.J., A Stray Loss Problem in Transformer Tanks, Transactions of the American Institute of Electrical Engineers (Trans. Am. Inst. Electr. Eng.), 73 (1), 760-764, 1954.
4. Venegas Vega M.A., Escarela Perez R., Niewierowicz T., 3D Finite Element Estimation of Stray Losses in Three-Phase Transformers, Journal of Applied Computer Science, 16 (1), 89-99, 2008.
5. Schmidt E., Hamberger P., Seitlinger W., Finite Element Calculation of Eddy Current Losses in the Tank Wall of Power Transformers, IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Wisconsin-USA, 1167-1173, 1-4 June, 2003.
6. Adalja C.C., Jain M.L., Analysis of Stray Losses in Power Transformers by 3-D Magnetic Field Simulation, Fifteenth National Power Systems Conference, Mumbai-Indıa, 498-503, 16-18 December, 2008.
7. Susnjic L., Haznadar Z., Valkovic Z., 3D finite-element determination of stray losses in power transformer, Electric Power Systems Research (Electr. Power Syst. Res.), 78, 1814-1818, 2008.
8. Susnjic L., Haznadar Z., Valkovic Z., Electromagnetic Analysis Applied to the Prediction of Stray Losses in Power Transformer, International Conference on Electrical Machines, Cracow-Poland, 907-908, 5-8 September, 2004.

9. Kirar M., Gupta G., Kumar M., Sharma V.K., Study of Stray Losses Reduction through Finite Element Method, Annual IEEE India Conference, Mumbai-India, 1-5, 13-15 December, 2013.
10. Olivares J.C., Canedo J., Moreno P., Driesen J., Escarela R., Palanivasagam S., Experimental study to reduce the distribution-transformers stray losses using electromagnetic shields, Electric Power System Research (Electr. Power Syst. Res.), 63, 2002.
11. Milagre A.M., Ferreira da Luz M.V., Cangane G.M., Komar A., Avelino P.A., 3D Calculation and Modeling of Eddy Current Losses in a Large Power Transformer, International Conference on Electrical Machines, Sapporo-Japan, 2282-2286, 21-24 October, 2012.
12. Magdaleno-Adame S., Olivares-Galvan J.C., Escarela R., Raichenko O., Kladas A.G., Hot Spots Mitigation on Tank Wall of a Power Transformer using Electromagnetic Shields, International Conference on Electrical Machines, Berlin-Germany, 2235-2238, 2-5 September, 2014.
13. Mokkapaty S.P.K., Weiss J., Schramm A., Magdaleno-Adame S., Schwarz H., Olivares-Galvan J.C., 3D Finite Element Analysis of Magnetic Shunts and Aluminum Shields in Clamping Frames of Distribution Transformers, IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing, Ixtapa-Mexico, 1-6, 4-6 November, 2015.
14. Li L., Fu W.N., Ho S.L., Niu S., Li Y., Numerical Analysis and Optimization of Lobe-Type Magnetic Shielding in a 334 MVA Single-Phase Auto-Transformer, IEEE Transactions on Magnetics (IEEE Trans. Magn), 50 (11), 2014.
15. Kumbhar G.B.S., Mahajan M., Collett W.L., Reduction of Loss and Local Overheating in the Tank of a Current Transformer, IEEE Transactions on Power Delivery (IEEE Trans. Power Delivery), 25 (4), 2519-2525, 2010.
16. Valkovic Z., Some Aspects of Stray Losses in Large Power Transformers, Applied Electromagnetics, 36 (25), 238-243, 2002.
17. ANSYS Inc., ANSYS Maxwell 3D User’s Guide, Canonsburg, PA, USA 2010.
18. Kralj L., Miljavec D., Stray losses in power transformer tank walls and construction parts, XIX International Conference on Electrical Machines, Rome-Italy, 1-4, 6-8 September, 2010.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Mehmet Aytaç Çınar ^*
0000-0002-1655-4281

Bora Alboyacı

Serenay Çürükova

Oluş Sönmez Bu kişi benim

Rauf Yapıcı Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi

8 Aralık 2017

Gönderilme Tarihi

3 Eylül 2016

Kabul Tarihi

30 Ocak 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2017 Cilt: 32 Sayı: 4

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369855

IZ

https://izlik.org/JA39HH48WE

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Çınar, M. A., Alboyacı, B., Çürükova, S., Sönmez, O., & Yapıcı, R. (2017). Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(4), 1337-1346. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369855

AMA

1.Çınar MA, Alboyacı B, Çürükova S, Sönmez O, Yapıcı R. Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. GUMMFD. 2017;32(4):1337-1346. doi:10.17341/gazimmfd.369855

Chicago

Çınar, Mehmet Aytaç, Bora Alboyacı, Serenay Çürükova, Oluş Sönmez, ve Rauf Yapıcı. 2017. “Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 (4): 1337-46. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369855.

EndNote

Çınar MA, Alboyacı B, Çürükova S, Sönmez O, Yapıcı R (01 Aralık 2017) Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 4 1337–1346.

IEEE

[1]M. A. Çınar, B. Alboyacı, S. Çürükova, O. Sönmez, ve R. Yapıcı, “Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi”, GUMMFD, c. 32, sy 4, ss. 1337–1346, Ara. 2017, doi: 10.17341/gazimmfd.369855.

ISNAD

Çınar, Mehmet Aytaç - Alboyacı, Bora - Çürükova, Serenay - Sönmez, Oluş - Yapıcı, Rauf. “Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/4 (01 Aralık 2017): 1337-1346. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369855.

JAMA

1.Çınar MA, Alboyacı B, Çürükova S, Sönmez O, Yapıcı R. Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. GUMMFD. 2017;32:1337–1346.

MLA

Çınar, Mehmet Aytaç, vd. “Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 32, sy 4, Aralık 2017, ss. 1337-46, doi:10.17341/gazimmfd.369855.

Vancouver

1.Mehmet Aytaç Çınar, Bora Alboyacı, Serenay Çürükova, Oluş Sönmez, Rauf Yapıcı. Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. GUMMFD. 01 Aralık 2017;32(4):1337-46. doi:10.17341/gazimmfd.369855

Cited By

Transformatörlerde kazan kayıplarının azaltılmasında en uygun yatay şönt eleman boyutu ve konumunun parametrik sonlu elemanlar analizleri ile incelenmesi

Journal of Polytechnic

https://doi.org/10.2339/politeknik.438023

Tek ve üç fazlı demir çekirdekli şönt reaktörlerin optimum tasarımı

Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.853725

Analysis of Electrical Parameters in Traction Transformers by Finite Element Method

Demiryolu Mühendisliği

https://doi.org/10.47072/demiryolu.1110515

Multi-objective design optimization of hermetically sealed core-type distribution transformer considering current harmonics of power grid using NSGA III

Engineering Science and Technology, an International Journal

https://doi.org/10.1016/j.jestch.2024.101745

Hermetically sealed ecodesign distribution transformer weight optimization considering power losses and total ownership cost (TOC)

e-Prime - Advances in Electrical Engineering, Electronics and Energy

https://doi.org/10.1016/j.prime.2025.100946