Kısa devre durumunda güç trafosunda meydana gelen elektromanyetik kuvvetlerin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

Abstract

Geçici elektromanyetik kuvvetler, transformatörlerin parametreleri üzerinde mekanik baskıya neden olurlar. Bu çalışmada, bir güç transformatörünün kısa devre durumunda sargılarında meydana gelen elektromanyetik kuvvetler incelenmiştir. Bu kuvvetleri hesaplamak için transformatör ANSYS@Maxwell ortamında 3D olarak modellenmiştir. Güç transformatörüne uygulanan kısa devre geçici akımlarına bağlı olarak manyetik vektör potansiyeli, elektromanyetik akı yoğunluğu ve elektromanyetik kuvvetlerin analizi Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar analitik sonuçlarla karşılaştırılmış ve tasarlanan modelin gerçek modelle iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür. Bu çalışmada ele alınan sayısal modelleme tekniğinin güç transformatörünün ve diğer transformatör modellerinin tasarımında faydalı olması beklenmektedir.

Transient electromagnetic forces cause mechanical stress on transformer parameters. In this study, the electromagnetic forces occurring in the windings of a power transformer are examined. To calculate these forces, the transformer is modeled in 3D in the ANSYS @ Maxwell environment. The magnetic vector potential, electromagnetic flux density and the analysis of electromagnetic forces are performed by the Finite Element Method (FEM). The results were compared with the analytical results and the model was in good agreement with the real model. The numerical modeling technique discussed in this study is expected to be useful in the design of power transformer and other transformer models.