پروژه شرایط غیرعادی عملکرد ترانسفورماتور در حالات بار غیرسینوسی

ترانسفورماتورها بر اساس ساختمان و نوع عملکرد، انواع متفاوت زیر را دارند:

• ترانسفورماتورهای قدرت

• ترانسفورماتورهای توزیع

• ترانسفورماتورهای شیفت دهنده فاز

• ترانسفورماتورهای یکسو کننده

• ترانسفورماتورهای خشک

• ترانسفورماتورهای روغنی

• ترانسفورماتورهای اندازه گیری

• تنظیم کننده های ولتاژ پله ای

• ترانسفورماتورهای ولتاژ ثابت

ترانسفورماتورهای قدرت بین ژنراتور و سیستم های انتقال مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا با توان 500 kVA و بیشتر درجه بندی می شوند. سیستم های قدرت شامل نیروگاه های تولید و توزیع انرژی، و اتصالات درون سیستم یا اتصالاتی با سیستم های مجاورهستند. پیچیدگی این سیستم منجر به گستردگی تنوع ولتاژهای توزیع و انتقال می شود.

هر ترانسفورماتوری که ولتاژ اولیه را کاهش داده و آنرا به ولتاژ توزیع یا ولتاژ مورد استفاده مصرف کننده تبدیل کند، ترانسفورماتور توزیع نامیده می شود. اگرچه بسیاری از استانداردهای صنعتی اصطلاح ترانسفورماتور توزیع را به ترانسفورماتورهایی با درجه بندی 5-500 kVA نسبت می دهند، ولی ترانسفورماتورهای توزیع می توانند درجه بندی های کم تر و بیشتر( 5000 kVA و بیشتر) نیز داشته باشند. بنابراین استفاده از درجه بندی به عنوان مقیاسی جهت تعیین نوع ترانسفورماتور چندان قابل قبول نیست.

مطالعه یک سیستم جدید به منظور انتخاب ترانسفورماتور با ظرفیت مناسب که هنوز مورد بهره برداری قرار نگرفته است، کار بسیار پیچیده تری است. دلیل این امر مشخص نبودن نوع مصرف از قبیل تجاری، خانگی، صنعتی یا اداری و نوع تجهیزات مرتبط با آن است. پس از مشخص شدن نوع تجهیزات، قدم بعدی دستیابی به مشخصه هارمونیکی آنهاست که لازمه محاسبه ضریب   می باشد. از آنجا که ترانسفورماتورهای توزیع معمولا انواع مختلف بار را تغذیه می کنند، و شکل موج جریان به علت وجود بارهای خطی و غیر خطی مختلف، مشخصه هارمونیکی متفاوتی از مشخصه هارمونیکی هر کدام از بارها دارد. 

در این پروژه، می خواهیم شرایط غیرعادی عملکرد ترانسفورماتور را شرح داده و به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار دهیم.. نحوه مدل سازی جامع ترانسفورماتور به وسیله نرم افزار اجزاء محدود Opera-2D  به تفضیل معرفی و چگونگی مدل سازی شرایط بار غیرسینوسی، نامتعادلی بار و نامتعادلی ولتاژ تغذیه با توجه به دیاگرام تک خطی ترانسفورماتور و امکانات موجود در این نرم افزار شرح داده خواهد شد.

بررسی عملکرد ترانسفورماتور توزیع در شرایط بار غیرسینوسی منجر به ارائه روشی جهت اصلاح مقادیر نامی ترانسفورماتورهای تغذیه کننده بارهای غیرخطی میشود. این روش بر اساس محاسبه تلفات فوکوی سیم پیچ به وسیله تحلیل گر Opera-2d/TR  صورت خواهد گرفت. مقایسه نتایج به دست آمده از روش FEM با روش بیان شده در استاندارد IEEE C57-110 تاییدی بر دقت بالای محاسبات انجام شده خواهد بود. 

تحلیل فرکانسی سیگنال های ولتاژ و جریان ترانسفورماتور با استفاده از تبدیل فوریه(FFT)  به درک هرچه بهتر عملکرد ترانسفورماتور در شرایط مورد مطالعه خواهد انجامید و تبیین کننده چگونگی تاثیر این شرایط بر اصلاح مقادیر نامی تجدید شده ترانسفورماتور میگردد.