تحلیل خرابی مکانیکی سیم پیچ ترانسفورماتور قدرت در اثر نیروهای اتصال کوتاه

ترانسفورماتورهای قدرت یکی از گرانترین بخش های مجموعه انتقال نیروی برق می باشند. ایجاد عیب در ترانسفورماتورها نه تنها از نقطه نظر آسیبی که به ترانسفورماتور می رسد حائز اهمیت است بلکه از نظر خسارت اقتصادی ناشی از قطع جریان برق نیز اهمیت دارد. رشد سیستم های انرژی باعث کاهش آسیب های ایجاد شده در ترانسفورماتورها و افزایش قابلیت اطمینان در این مجموعه ها گردیده است. گسترش شبکه های انرژی الکتریکی باعث افزایش میزان ایجاد اتصال کوتاه شبکه های قدرت گردیده است. در 15-20 سال گذشته دانش بشری در زمینه مواد رشد بسیاری داشته است. با بکارگیری این دانش در صنعت ترانس، امکان تولید ترانسفورماتورهایی کوچکتر با صرفه جویی در مواد و هزینه های انتقال فراهم گردیده است. این کاهش در اندازه ها باعث گردیده است که طراحی رساناها و عایق ها در ترانسفورماتورها در محدوده های بحرانی انجام گیرد و به این ترتیب خطر ایجاد عیوب در سال های ابتدایی کارکرد ترانسفورماتور افزایش یابد. در این پایان نامه، نیروهای اتصال کوتاه در ترانسفورماتورهای قدرت که مهمترین عامل آسیب های مکانیکی در زمان اتصال کوتاه هستند مورد مطالعه قرار گرفته و انواع آسیب هایی که در اثر این نیروها بوجود می آیند مطالعه شده است. سپس با بررسی های میدانی، اطلاعات مورد نیاز در زمینه مشخصات ترانسفورماتورها، جزئیات مربوط به یک حادثه اتصال کوتاه ترانسفورماتور از برق منطقه ای باختر و شرکت تعمیرات نیروگاهی اخذ گردید و در مواردی که نیاز به داده های تجربی بود، تست های مربوطه در آزمایشگاه های پژوهشگاه نیرو و یا آزمایشگاه های مجهز خارج از پژوهشگاه انجام گردید. سپس نیروهای الکترومغناطیسی در شرایط اتصال کوتاه با استفاده از نرم افزار المان محدود magnet مدل گردیده و رفتار اجزای مختلف سیم پیچ در برابر این نیروها با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus مورد بررسی قرار گرفته است. مودهای خرابی سیم پیچ بدست آمده و روش هایی برای بهسازی و جلوگیری از این آسیب ها ارائه گردیده است.