تحلیل نیروهای الکترومغناطیسی ترانسفورماتور تحت شرایط فرورزونانس در اثر اتصال‌کوتاه سه فاز متوالی با استفاده از روش المان محدود

Abstract

<span lang="FA" dir="RTL">در این مقاله، از روش تحلیلی اجزای محدود برای مطالعه پدیده فرورزونانس از دیدگاه نیروهای الکترومغناطیسی وارد بر سیم‌پیچی‌های ترانسفورماتور استفاده شده است. به‌منظور مدل‌سازی این پدیده، یک خطای اتصال ‌کوتاه سه فاز متوالی در سمت اولیه و در فاصله نسبتا دور از ترانسفورماتور درنظر گرفته شده است. سپس با توجه به ظرفیت خازنی معادل خط، بین محل خطا تا محل نصب ترانسفورماتور، خطاهای اتصال ‌کوتاه تک فاز به‌صورت متوالی تولید می‌شوند. به‌علت کلیدزنی، برای قطع خط در محل خطا، پدیده فرورزونانس در سیستم قدرت به‌وجود می‌آید. در نتیجه، اندازه ولتاژ و جریان‌های سمت اولیه و ثانویه ترانسفورماتورها به‌صورت محسوس تغییر پیدا می‌کنند. تأثیر تغییرات جریان بر اندازه نیروهایی که سیم‌پیچی‌های ترانسفورماتور در طول پدیده فرورزونانس تحمل می‌کنند، موضوع مورد مطالعه این مقاله است. با شبیه‌سازی ترانسفورماتور توزیع در محیط اجزای محدود نرم‌افزار </span><span>FLUX 12.2</span><span lang="FA" dir="RTL"> و استفاده از کلیدزنی در شبکه، پدیده فرورزونانس مدل‌سازی می‌شود. با توجه به وابستگی فرورزونانس به غیرخطی بودن مشخصۀ مغناطیسی هسته آهنی ترانسفورماتور، از مدل هیسترزیس برداری </span><span>Jiles–Atherton</span><span lang="FA" dir="RTL"> برای تولید حلقه‌های هیسترزیس هسته فولادی بهره گرفته شده است تا دقت نتایج افزایش یابد</span>