تحلیل نیروهای الکترومغناطیسی ترانسفورماتور تحت شرایط فرورزونانس در اثر اتصال کوتاه سه فاز متوالی با استفاده از روش المان محدود

در این مقاله، از روش تحلیلی اجزای محدود برای مطالعه پدیده فرورزونانس از دیدگاه نیروهای الکترومغناطیسی وارد بر سیم پیچی های ترانسفورماتور استفاده شده است. به منظور مدل سازی این پدیده، یک خطای اتصال کوتاه سه فاز متوالی در سمت اولیه و در فاصله نسبتا دور از ترانسفورماتور درنظر گرفته شده است. سپس با توجه به ظرفیت خازنی معادل خط، بین محل خطا تا محل نصب ترانسفورماتور، خطاهای اتصال کوتاه تک فاز به صورت متوالی تولید می شوند. به علت کلیدزنی، برای قطع خط در محل خطا، پدیده فرورزونانس در سیستم قدرت به وجود می آید. در نتیجه، اندازه ولتاژ و جریان های سمت اولیه و ثانویه ترانسفورماتورها به صورت محسوس تغییر پیدا می کنند. تاثیر تغییرات جریان بر اندازه نیروهایی که سیم پیچی های ترانسفورماتور در طول پدیده فرورزونانس تحمل می کنند، موضوع مورد مطالعه این مقاله است. با شبیه سازی ترانسفورماتور توزیع در محیط اجزای محدود نرم افزار FLUX ۱۲.۲ و استفاده از کلیدزنی در شبکه، پدیده فرورزونانس مدل سازی می شود. با توجه به وابستگی فرورزونانس به غیرخطی بودن مشخصه مغناطیسی هسته آهنی ترانسفورماتور، از مدل هیسترزیس برداری Jiles–Atherton برای تولید حلقه های هیسترزیس هسته فولادی بهره گرفته شده است تا دقت نتایج افزایش یابد

Keywords:

اتصال کوتاه , ترانسفورماتور , روش اجزای محدود , سیستم قدرت , فرورزونانس , مدل هیسترزیس , نیروهای الکترومغناطیسی