Індекс рубрикатора НБУВ: З261.8-046-01

Рубрики:

Трансформатори. Трансформаторобудування

Шифр НБУВ: Ж43601 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено основні підходи до аналітичних оцінок і тривимірного моделювання методом скінченних елементів електромагнітних і теплових процесів в областях кришок бака з використанням програмного забезпечення ANSYS. Наведено результати досліджень тривимірних конструкцій кришок баків трифазних трансформаторів, що враховують не лише магнітні поля відведень, але і поля розсіювання обмоток.

The application of the methods of calculation of surface and volume losses in the constructional elements of transformers of ferromagnetic steel is considered. A br ief description of the developed practical procedures of their calculation using the ANSYS software is given. The testing results of the proposed procedures conducted on the known experimental studies TEAM21, as well as calculation samples of losses and heating in the constructional elements of a singlephase autotype transformer with capacity of 500 MVA and reactor of ROM type with capacity of 80 MVAr, are provided.

На примере реактора без стали типа РОМ-510/26 с электромагнитными экранами сравнением результатов расчетов проведена верификация аналитических и численных конечно-элементных методов. Для уточненного аналитического расчета горизонтальные и вертикальный экраны реактора для учета их конечных размеров представлены системой короткозамкнутых элементов. Выполняется расчет их индуктивностей, распределения токов и потерь в экранах, магнитного поля и потерь в обмотке, расчет нагрева обмотки эмпирическим методом "перегревов". Показано, что аналитические расчеты с достаточной точностью соответствуют исследованиям численными методами электромагнитного и теплового CFD-анализа. Апробированные и проверенные результатами измерений методы рекомендованы для практического применения при промышленном проектировании оборудования.

Мета роботи - забезпечення розрахункового проектування повнофункціональною та стійкою в обчислювальному процесі CFD-методикою моделювання комплексних теплових моделей трансформаторів і реакторів, та апробація її якості та можливостей на прикладах розрахунків натурних зразків устаткування, а також автономних моделей котушкових обмоток із різними конструктивними способами інтенсифікації теплообміну. Використано CFD-метод (Computational Fluid Dynamics) математичного моделювання нелінійних процесів гідродинаміки та теплообміну в трансформаторному обладнанні з застосуванням систем скінченно-елементного аналізу. Наведено основні елементи методики формування математичних моделей і приклади CFD-розрахунків вісесиметричних комплексних моделей перетворювального трансформатора та шунтувального реактора з проміжками в стрижні магнітної системи, а також моделей обмоток з конструктивними способами інтенсифікації теплообміну за рахунок "лабіринту" (перегородок) і "почережності" (числа та місць) осьових охолодних каналів. Наукова цінність використаного методологічного підходу полягає в тому, що розроблені моделі є комплексними, тобто враховують геометрію, втрати, теплові параметри не тільки обмоток, а й основних елементів конструкції та системи охолодження; досягнуто певне якісне налаштування обчислювального процесу сталого рішення засобами інваріантної системи числового моделювання нелінійних рівнянь Нав'є - Стокса. Це забезпечило якість і точність моделювання процесів тепломасопереносу в складній структурі масляних каналів і котушок в обмотках, надало можливість уникнути одержаного в деяких дослідженнях помилкового "зигзагоподібного" руху масла по групах регулярних структур котушок (без лабіринту та "почережності" числа та місць осьових каналів) за умов природного охолодження трансформаторним маслом.

Мета роботи - визначення стійкості потужного силового трансформатора до дій геомагнітних індукованих струмів та конструктивних заходів для її підвищення за необхідності. Застосовано аналітичний розрахунок струму намагнічування, який під дією геомагнітних індукованих струмів збуджується додатково до номінального струму в обмотці вищої напруги. Використано аналітичні та числові методи розрахунку магнітного поля, втрат, розрахунково-емпіричні методи визначення нагрівів. Для 5-стрижневого трансформатора потужністю 630 МВА за дії геомагнітних індукованих струмів визначено підвищені втрати і нагріви елементів конструкції на стрижнях магнітної системи, бака, підвищений рівень звуку. Для випадку ортогональності векторів номінальних струмів обмоток і векторів гармонічних складових пікоподібного незбалансованого струму намагнічування джоулеві втрати представлені сумою втрат від зазначених струмів з використанням коефіцієнтів підвищення втрат омічних, в немагнітних і феромагнітних частинах конструкції, які залежать від гармонійного спектру струму намагнічування. Підтверджено стійкість досліджуваного трансформатора до заданого рівня геомагнітних індукованих струмів, рекомендовано конструктивні заходи для її підвищення. Апробовані методи можуть бути використані під час розрахункового проектування, у разі дослідження реальних випадків експлуатації обладнання.

Мета роботи - визначення стійкості потужного силового трансформатора до дій геомагнітних індукованих струмів та конструктивних заходів для її підвищення за необхідності. Застосовано аналітичний розрахунок струму намагнічування, який під дією геомагнітних індукованих струмів збуджується додатково до номінального струму в обмотці вищої напруги. Використано аналітичні та числові методи розрахунку магнітного поля, втрат, розрахунково-емпіричні методи визначення нагрівів. Для 5-стрижневого трансформатора потужністю 630 МВА за дії геомагнітних індукованих струмів визначено підвищені втрати і нагріви елементів конструкції на стрижнях магнітної системи, бака, підвищений рівень звуку. Для випадку ортогональності векторів номінальних струмів обмоток і векторів гармонічних складових пікоподібного незбалансованого струму намагнічування джоулеві втрати представлені сумою втрат від зазначених струмів з використанням коефіцієнтів підвищення втрат омічних, в немагнітних і феромагнітних частинах конструкції, які залежать від гармонійного спектру струму намагнічування. Підтверджено стійкість досліджуваного трансформатора до заданого рівня геомагнітних індукованих струмів, рекомендовано конструктивні заходи для її підвищення. Апробовані методи можуть бути використані під час розрахункового проектування, у разі дослідження реальних випадків експлуатації обладнання.