چکیده:
فرورزونانس، رزونانس غیرخطی است که بین خازن شبکه نظیر خازن کابلها، خطوط، کلیدهای قدرت و اندوکتانس غیرخطی تجهیزاتی نظیر راکتورها و ترانسفورماتورها، بهنگام اشباع آنها، رخ میدهد. در هنگام وقوع این پدیده، جریانهای پالسی با دامنه¬ی زیاد از سیمپیچی ترانسفورماتور، عبور میکنند که انتظار میرود به تبع آنها، نیروهای الکترومغناطیسی شدیدی بر سیمپیچی ترانسفورماتور وارد گردند. هدف اصلی این مقاله، محاسبه و بررسی نیروهای الکترومغناطیسی وارده بر سیمپیچی ترانسفورماتور، ناشی از وقوع پدیده فرورزونانس میباشد. بدین منظور، یک مدل دو بعدی اجزاء محدود (FEM) از یک ترانسفورماتورv400/ Kv20با توان نامی KVA25 توسعه داده شده و با تزویج مدار شبکه، محاسبات اجزاء محدود ترانسفورماتور در وضعیت فرورزونانس، انجام شده است. به منظور ارزیابی صحت مدل اجزاء محدود، نتایج بدست آمده از تحلیل اجزاء محدود با روش تحلیلی در شرایط کاری نرمال ترانسفورماتور مقایسه شده است که بیانگر دقت مدل توسعه داده شده میباشد. نتایج حاصل از این مطالعه، که وجود نیروهایی با بزرگی چند پریونیت بر سیمپیچیهای ترانسفومارماتور، ناشی از پدیده فروزونانس، را نشان میدهند در طراحی الکتریکی و مکانیکی ترانسفورماتورها و سیمپیچیهای آن، نقش مهمی ایفاء خواهد کرد.
خلاصه ماشینی:
این مقاله با در نظر گرفتن یک مدل دو بعدی از یک یک ترانسفورماتورv400/ Kv20 با توان نامی KVA 25به بررسی مقدار نیروی الکترومغناطیسی وارده بر سیمپیچی ترانسفورماتور در شرایط کار نرمال و حالت وقوع فرورزونانس پرداخته است.
(به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل 4- وقوع فرورزونانس در شبکه سه فاز 3- نیروی الکترومغناطیسی نیرو در اثر عمل متقابل بین جریان و بردار چگالی شار تولید میگردد و با توجه به این که بردار چگالی شار در دو جهت شعاعی و محوری میباشد، نیرو را میتوان در دو جهت شعاعی و محوری بررسی نمود که در شکل(5) جهت این نیروها نشان داده شده است.
جدول 1- مشخصات ترانسفورماتور (به تصویر صفحه مراجعه شود) جدول 2- مشخصات کابل خود نگهدار در جدول (3) مقایسهای بین نتایج تحلیلی و اجزاء محدود به منظور بررسی نیرو در شرایط کارکرد نرمال ترانس آورده شده است که نشان دهنده درستی و صحت مدل میباشد.
4-2- بررسی نیرو در حین وقوع فرورزونانس به منظور بررسی نیروی الکترومغناطیسی وارده بر سیمپیچی در حالت فرورزونانس، ترانسفورماتور بدون بار تغذیه شده با طول کابل ششصد متر در نظر گرفته شده است که ظرفیت خازنی در این حالت برابر با nF 120 میباشد و در لحظه 0.
با توجه به شکل (19)همانگونه که نشان داده شده است مقدار نیروی محوری در حالت فرورزونانس نیز ناچیز میباشد که علت این امر ناشی از آن میباشد که مولفه محوری شار در دو نیمه سیمپیچی تغییر جهت داشته است و سبب گردده که مقدار برآیند این صفر باشد.
Frequency domain analysis of a power transformer experiencing sustained ferroresonance.