شبیه سازی تاثیر هارمونیک بر دمای نقطه داغ و عمر عایقی ترانسفورماتورها

در دهه های اخیر به علت به کارگیری روز افزون ادوات الکترونیک قدرت همچون دیودها، مدارات یکسو کننده، ترانزیستورها و غیره، به علت ماهیت غیر خطی این بارها، شکل موج های حریان و ولتاژ دچار اعوجاج شده و مولفه های هارمونیکی ایجاد می شوند. یکی از تجهیزات گران قیمت شبکه قدرت، ترانسفورماتور بوده که به تعداد زیاد از آن استفاده می گردد. آلودگی شبکه قدرت به هارمونیک، باعث می شود تا این تجهیز در معرض آثار سوءآن قرار گرفته بطوریکه ضمن افزایش تلفات ترانسفورماتور موجبات افزایش درجه حرارت آن را نیز فراهم می سازد که این موضوع یکی از مسائل مهم و نگران کننده در زوال و کاهش عمر عایقی ترانسفورماتئر و از طرفی یکی از دغدغه های اصلی مدیریت محسوب می گردد. در این پایان نامه سعی بر آن است تا ضمن معرفی منابع تولید کننده هارمونیک در شبکه، آثار سوء آن بر تجهیزات مهم شبکه از قبیل موتورهای الکتریکی، خطوط انتقال، بانک های خازنی و ترانسفورماتورهای بررسی گردد. در این پایان نامه ابتدا توزیع میدان مغناطیسی و تلفات ترانسفورماتور از طریق روش اجزاء محدود در بخش های مختلف ترانسفورماتور تعیین می گردد. و در ادامه از آنجایی که مهمترین تاثیر هارمونیک بر ترانسفورماتور، افزایش تلفات آن بوده از این رو مدلی از ترانسفورماتور جهت محاسبه تلفاتآن تحت شرایط هارمونیکی ارائه شده است که جهت نشان دادن صحت و دقت مدل مذکور، نتایج تلفات بدست آمده از طریق مدل یا تلفات محاسبه شده از طریق استاندارد ieee مورد مقایسه قرار گرفته است. در ادامه از طریق مدل های حرارتی مناسب دمای بالای روغن و نقطه داغ ترانسفورماتور تحت بارهای هارمونیکی مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر هارمونیک بر میزان افزایش دمای ترانسفورماتور شبیه سازی شده است. افزایش دمای نقطه داغ بیشتر از حد مجاز موجب کاهش عمر مفید ترانسفورماتور می گردد بطوریکه جهت حفظ عمر قابل انتظار ترانسفورماتور می بایست میزان بارگذاری آن اصلاح گردد. از این رو جهت تعیین میزان بارگذاری ترانسفورماتور تحت بار سینوسی الگوریتمی ارائه شده است که تحت این الگوریتم، ترانسفورماتور عمر قابل انتظار خود را دارا خواهد بود. همچنین تحت شرایط هارمونیکی میزان حد اکثر بارگذاری ترانسفورماتور تعیین شده است.