تعیین دمای نقطه داغ و عمر ترانسفورماتور تحت شرایط بار خطی و هارمونیکی

ترانسفورماتورها، یکی از تجهیزات حیاتی و بسیار مهم در شبکه های الکتریکی محسوب می شوند که در تمام قسمت های سیستم قدرت و بین تمامی سطوح ولتاژ، با مشخصات مختلف وجود دارند بطوریکه بالاترین هزینه احداث و بهره برداری یک سیستم قدرت مربوط به خریداری، حمل و نقل، نصب، تعمیرات و تعویض این تجهیز می باشد. وجود هر نوع مشکل یا خرابی در ترانسفورماتورها، هزینه های بالایی را بر شرکت های برق تحمیل نموده و موجب کاهش قابلیت اطمینان سیستم خواهد شد. علت اکثر این خرابی ها، افزایش تلفات ترانسفورماتور، افزایش دمای ترانسفورماتور، دمای محیط و شرایط بارگیری از ترانسفورماتور می باشد. اهمیت هارمونیک در سیستم های قدرت به علت استفاده از بارهای غیرخطی و دیگر وسایل تولید فرکانس بالا بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. ترانسفورماتورها معمولا برای استفاده در فرکانس نامی و جریان بار سینوسی کامل، طراحی و ساخته شده اند. در شرایط هارمونیکی ناشی از جریان های غیرسینوسی، تلفات ترانسفورماتور افزایش می یابد. این تلفات باعث افزایش دمای نقاط مختلف ترانسفورماتور به خصوص دمای نقطه داغ آن شده و افزایش این دما نیز به نوبه خود کاهش عمر عایقی ترانسفورماتور را موجب می گردد. بدین ترتیب سیاست میزان بارگذاری از ترانسفورماتور تغییر می یابد. در نتیجه افزایش دما از نگرانی های اولیه ناشی از اثرات هارمونیکها می باشد. در این پایان نامه یک ترانسفورماتور توزیع سه فاز 4/0/20 کیلوولت، 100 کیلوولت آمپر به عنوان ترانسفورماتور نمونه انتخاب شده و سپس به کمک آنالیز مغناطیسی-حرارتی ترانسفورماتور با استفاده از نرم افزار comsol که مبتنی بر روش اجزاء محدود است دمای نقطه داغ ترانسفورماتور بطور مستقیم تحت شرایط بارگذاری مختلف اعم از بارگذاری خطی و بارگذاری غیرخطی تعیین می گردد. همچنین با استفاده از روابط مندرج در مستندات و استانداردها، ضریب تسریع پیری و کاهش عمر ترانسفورماتور نمونه تحلیل می شود.