کد خبر: ۵۵۶۱
تاریخ انتشار : ۱۳:۲۹ - ۱۹ شهريور ۱۳۹۳
از آنجايي كه براي بهبود توزيع ولتاژ و دامنه نوسانات ولتاژ شكل سيم پيچي از اهميت بسيار بالايي برخوردار است، مقاله حاضر روشي جهت مدلسازي سيم پيچ‌هاي استوانه‌اي و ديسكي پيوسته در ترانسفورماتورهاي قدرت ارايه مي‌دهد.

به گزارش "برق نيوز"  از آنجايي كه براي بهبود توزيع ولتاژ و دامنه نوسانات ولتاژ شكل سيم پيچي از اهميت بسيار بالايي برخوردار است، مقاله حاضر روشي جهت مدلسازي سيم پيچ‌هاي استوانه‌اي و ديسكي پيوسته در ترانسفورماتورهاي قدرت ارايه مي‌دهد. بر مبناي روش مذكور برنامه‌اي توسط نرم‌افزار EMTPنوشته شده است كه به كمك آن رفتار اين دو سيم پيچي با اعمال موج ضربه با يكديگر مقايسه شده است. سپس طرح مدلسازي سيم پيچي ديسكي درهم ارايه شده است. همچنين مقاله حاضر اثر القاء متقابل بين حلقه‌هاي سيم پيچي با هسته خطي را به كمك برنامه كمكي BCTRAN و با هسته غيرخطي را به روش جديد، مورد بررسي قرار داده است.

نتايج شبيه سازي نشان داده است كه توزيع ولتاژ ضربه در سيم پيچ‌هاي ديسكي درهم به مراتب بهتر از انواع ديگر مي‌باشد. همچنين مشاهده شده است كه رفتار هسته بر فركانس و دامنه نوسان بوجود آمده، مؤثر است به طوري كه در حالت هسته خطي ميزان آن بسيار كمتر بوده است.

مقدمه

طيف فركانسي انواع ولتاژهاي ضربه‌اي كليدزني تا چندين كيلوهرتز و طيف فركانسي ولتاژهاي ضربه‌اي صاعقه تا چندين صد كيلوهرتز مي‌باشد. در چنين فركانسهايي ظرفيت‌هاي سيم پيچي ترانسفورماتور را بايد در نظر گرفت. اگر چه در كاركرد عادي با فركانس قدرت، نيازي به در نظر گرفتن اين ظرفيتها نمي‌باشد.

ظرفيت‌هاي موجود بين سيم پيچ‌هاي ترانسفورماتور و قسمتهاي زمين شده (هسته، تانك و غيره) داخل هر سيم‌پيچي بين ديسكها، دورها و لايه‌ها و تك تك سيم‌پيچ‌ها مطرح مي‌باشند. به علت وجود اين ظرفيتها، توزيع اضافه ولتاژها در لحظات اوليه برخورد موج به سيم‌پيچي ترانسفورماتور يكنواخت نخواهد بود  به عبارت ديگر، در فركانس قدرت، ولتاژ اعمالي به دو سر سيم‌پيچي، بين حلقه‌هاي آن به طور تقريباً خطي تقسيم مي‌شود و تمام حلقه‌ها تقريباً به يك نسبت تحت تنش ولتاژ قرار مي‌گيرند، در حالي كه در هنگام برخورد اين امواج، ظرفيت‌هاي بسيار كوچك خود را نشان داده و سيستم به صورت نوساني عمل مي‌كند، بنابراين در اين حالت رفتار متفاوتي نسبت به فركانس قدرت مواجه هستيم.

در فركانس نامي و با صرفنظر از مقاومت اهمي، سيم‌پيچي ترانسفورماتور مانند يك اندوكتانس خالص عمل مي‌كند و تأثير ظرفيت‌هاي خازني كوچك سيم‌پيچي نيز ناچيز مي‌باشد، اما در فركانسهاي بالاتر راكتانس سيم‌پيچي خيلي بزرگ مي‌شود و در اين حالت راكتانس ناشي از ظرفيت‌هاي خازني به شدت كاهش مي‌يابد. در نتيجه جريانهايي با فركانس بالا، از مسير خازنها عبور مي‌كنند، مثلاً اگر يك موج مربعي به سيم‌پيچ ترانسفورماتور برسد، توزيع ابتدايي ولتاژ را ظرفيت‌هاي خازني تعيين مي‌كنند چرا كه پيشاني موج مربعي داراي طيف بسيار وسيعي مي‌باشد و توزيع نهايي ولتاژ به اندوكتانسها بستگي دارد، زيرا با صرفنظر از پيشاني موج مربعي اين موج به صورت يك ولتاژ ثابت با فركانس صفر مي‌باشد.

از آنجايي كه در يك ترانسفورماتور، توزيع اندوكتانس‌ها عملاً يكنواخت است، بنابراين توزيع نهايي نسبت به توزيع ابتدايي يكنواخت‌تر مي‌شود، به هرحال توزيع ابتدايي ولتاژ غيريكنواخت بوده چرا كه بين سيم‌پيچي‌ها و هسته و تانك ترانسفورماتور علاوه بر ظرفيت‌هاي بين حلقه‌هاي سيم‌پيچي، ظرفيت‌هاي خازني قابل ملاحظه‌اي وجود دارد. از طرفي جريان اين خازنها به زمين، بايستي از طريق خازنهاي بين حلقه‌ها عبور نمايد و به همين دليل بخش بزرگي از ولتاژ، روي حلقه‌هاي نزديك به ترمينال ترانسفورماتور مي‌افتد. بين اين دو حالت، يعني، توزيع ابتدايي و توزيع نهايي ولتاژ نوساني رخ مي‌دهد كه ممكن است ولتاژها و گراديان‌هاي ولتاژ اضافي به وجود آيد.

نوسانات ناشي از موج ضربه غالباً پيچيده و مركب مي‌باشد و لذا بررسي مسأله اضافه‌ ولتاژهاي درون يك سيم‌پيچي به مشخصه‌هاي سيم‌پيچ مورد مطالعه، نوع اتصال انتهاي آن و فركانسهاي موجود در موج ضربه مذكور بستگي دارد.

اگر فركانس نوسانات تقريباً برابر فركانس طبيعي اصلي سيم‌پيچي يا يكي از هارمونيك‌هاي فركانس طبيعي سيم‌پيچي باشد، خطر بزرگي وجود دارد و آن اينكه ممكن است اضافه ولتاژهاي موضعي و گراديان ولتاژ بالا در سيم‌پيچي‌ها به وجود آيد.

در بررسي تئوري رفتار سيم‌پيچي‌ها،‌ منحني‌هاي به دست آمده بر اساس فرضياتي است كه در عمل همخواني ندارد، اما خوشبختانه اين فرضيات عموماً شرايطي به وجود مي‌آورند كه بدتر از شرايط عملي است مانند فرض حذف كردن مقاومت‌هاي اهمي، به گونه‌اي كه نتايج به دست آمده از مطالعات تئوري مطمئن مي‌باشد.

این مقاله توسط  مير قاسم حسيني اقدم  و سيد اسماعيل نقيبي ارائه شده است.

برای دریافت فایل کامل این گزارش اینجا را کلیک نمایید



ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
نظرسنجی
عامل اصلی خاموشی های اخیر؟ (انتخاب 1یا2 گزینه)
ماینرها
صادرات برق
تحریم ها
کمبود گاز
مدیریت ضعیف
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار
پرطرفدارترین عناوین