Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi

Sonmez, Olus; CINAR, Mehmet Aytac; ALBOYACI, Bora; YAPICI, Rauf; ÇÜRÜKOVA KALE, SERENAY

Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi

Mehmet Aytaç ÇINAR, (Kocaeli Üniversitesi, İzmit Meslek Yüksekokulu, Arslanbey Yerleşkesi, 41285, Kartepe, Kocaeli, Türkiye)

Bora ALBOYACI, (Kocaeli Üniversitesi, Elektrik Mühendisliği Bölümü, Umuttepe Yerleşkesi, 41380, İzmit, Kocaeli, Türkiye)

Serenay ÇÜRÜKOVA, (3 Sönmez Transformatör San. ve Tic. A.Ş., Makine İhtisas Organize Sanayi Bölgesi, 41455, Dilovası, Kocaeli, Türkiye)

Oluş SÖNMEZ, (3 Sönmez Transformatör San. ve Tic. A.Ş., Makine İhtisas Organize Sanayi Bölgesi, 41455, Dilovası, Kocaeli, Türkiye)

Rauf YAPICI (GENETEK Enerji Ltd. Şti., KOU-Teknopark, 41090, Başiskele Kocaeli, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

4 1

Yıl: 2017 Cilt: 32 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1337 - 1346 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi

Öz:

Yağlı tip transformatörlerdeki kazan ve diğer metal yapısal elemanlar üzerinde meydana gelen güç kayıpları,toplam kayıpların azaltılmasına yönelik olarak gerçekleştirilen çalışmalarda göz önünde tutulması gerekenetkenlerden biridir. Bu kayıplar sargıların çevresindeki kaçak akılar sebebiyle transformatörün yapısal metalparçaları üzerinde oluşmakta ve bu parçalarda aşırı ısınmaya yol açmaktadır. Bu çalışmada, kazan duvarlarıüzerinde meydana gelen bu kayıpları azaltmak amacıyla kazan duvarlarının iç yüzeyine yerleştirilen şönt elemanların en uygun boyutlarının belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda özel olarak tasarlanan birtransformatör için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak elektromanyetik analizler gerçekleştirilmiş olup,analiz sonuçları deneysel çalışmalar ile doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlar ile kazan duvarlarının içyüzeyine yerleştirilecek en uygun şönt boyutları transformatörün sargı boyutlarına bağlı olarak ifadeedilmektedir. Belirlenen boyutlardaki şönt elemanların kullanımı ile kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların %91,43, toplam kısa devre kayıplarının ise %14,9 oranında azaltılması mümkün olmuştur

Anahtar Kelime:

Calculation of optimum dimensions of magnetic shunt elements to reduce stray losses on transformer tank walls

Öz:

Stray losses should be carefully considered in loss reduction studies, to increase efficiency of oil immersedtransformers. These losses occur due to leakage fluxes and cause local hot-spots and overheating on the tank walls and other structural metal parts. In this study, obtaining an expression of suitable shunt dimensionswhich satisfactorily reduces the stray losses on tank walls, is aimed. 3D finite element method was intensively used in analyses and main results were also validated by experimental studies. A simpleexpression of shunt dimensions is proposed. To generalize this expression, obtained shunt dimensions areexpressed by means of winding dimensions. Using this optimum shunt dimensions, tank wall losses and totalshort circuit losses were reduced by 91.43% and 14.9%, respectively

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. EN 50588-1, Medium power transformers 50 Hz, with highest voltage for equipment not exceeding 36 kV – Part 1: General requirements, June 2015.
2. Scholand M., Blackburn T., Hopkinson P., Sampat M., SEAD Distribution Transformers Report Part 3: Energy Efficiency Class Definitions, The Super-efficient Equipment and Appliance Deployment, Canada, 11-13, 2013.
3. Vogel F.J., Adolphson E.J., A Stray Loss Problem in Transformer Tanks, Transactions of the American Institute of Electrical Engineers (Trans. Am. Inst. Electr. Eng.), 73 (1), 760-764, 1954.
4. Venegas Vega M.A., Escarela Perez R., Niewierowicz T., 3D Finite Element Estimation of Stray Losses in Three-Phase Transformers, Journal of Applied Computer Science, 16 (1), 89-99, 2008.
5. Schmidt E., Hamberger P., Seitlinger W., Finite Element Calculation of Eddy Current Losses in the Tank Wall of Power Transformers, IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Wisconsin-USA, 1167-1173, 1-4 June, 2003.
6. Adalja C.C., Jain M.L., Analysis of Stray Losses in Power Transformers by 3-D Magnetic Field Simulation, Fifteenth National Power Systems Conference, Mumbai-Indıa, 498-503, 16-18 December, 2008.
7. Susnjic L., Haznadar Z., Valkovic Z., 3D finite-element determination of stray losses in power transformer Electric Power Systems Research (Electr. Power Syst. Res.), 78, 1814-1818, 2008.
8. Susnjic L., Haznadar Z., Valkovic Z., Electromagnetic Analysis Applied to the Prediction of Stray Losses in Power Transformer, International Conference on Electrical Machines, Cracow-Poland, 907-908, 5-8 September, 2004.
9. Kirar M., Gupta G., Kumar M., Sharma V.K., Study of Stray Losses Reduction through Finite Element Method, Annual IEEE India Conference, Mumbai-India, 1-5, 13- 15 December, 2013.
10. Olivares J.C., Canedo J., Moreno P., Driesen J., Escarela R., Palanivasagam S., Experimental study to reduce the distribution-transformers stray losses using electromagnetic shields, Electric Power System Research (Electr. Power Syst. Res.), 63, 2002.
11. Milagre A.M., Ferreira da Luz M.V., Cangane G.M., Komar A., Avelino P.A., 3D Calculation and Modeling of Eddy Current Losses in a Large Power Transformer, International Conference on Electrical Machines, Sapporo-Japan, 2282-2286, 21-24 October, 2012.
12. Magdaleno-Adame S., Olivares-Galvan J.C., Escarela R., Raichenko O., Kladas A.G., Hot Spots Mitigation on Tank Wall of a Power Transformer using Electromagnetic Shields, International Conference on Electrical Machines, Berlin-Germany, 2235-2238, 2-5 September, 2014.
13. Mokkapaty S.P.K., Weiss J., Schramm A., MagdalenoAdame S., Schwarz H., Olivares-Galvan J.C., 3D Finite Element Analysis of Magnetic Shunts and Aluminum Shields in Clamping Frames of Distribution Transformers, IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing, Ixtapa-Mexico, 1-6, 4-6 November, 2015.
14. Li L., Fu W.N., Ho S.L., Niu S., Li Y., Numerical Analysis and Optimization of Lobe-Type Magnetic Shielding in a 334 MVA Single-Phase AutoTransformer, IEEE Transactions on Magnetics (IEEE Trans. Magn), 50 (11), 2014.
15. Kumbhar G.B.S., Mahajan M., Collett W.L., Reduction of Loss and Local Overheating in the Tank of a Current Transformer, IEEE Transactions on Power Delivery (IEEE Trans. Power Delivery), 25 (4), 2519-2525, 2010.
16. Valkovic Z., Some Aspects of Stray Losses in Large Power Transformers, Applied Electromagnetics, 36 (25), 238-243, 2002.
17. ANSYS Inc., ANSYS Maxwell 3D User’s Guide, Canonsburg, PA, USA 2010.
18. Kralj L., Miljavec D., Stray losses in power transformer tank walls and construction parts, XIX International Conference on Electrical Machines, Rome-Italy, 1-4, 6- 8 September, 2010.

APA	CINAR M, ALBOYACI B, ÇÜRÜKOVA KALE S, Sonmez O, YAPICI R (2017). Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. , 1337 - 1346.
Chicago	CINAR Mehmet Aytac,ALBOYACI Bora,ÇÜRÜKOVA KALE SERENAY,Sonmez Olus,YAPICI Rauf Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. (2017): 1337 - 1346.
MLA	CINAR Mehmet Aytac,ALBOYACI Bora,ÇÜRÜKOVA KALE SERENAY,Sonmez Olus,YAPICI Rauf Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. , 2017, ss.1337 - 1346.
AMA	CINAR M,ALBOYACI B,ÇÜRÜKOVA KALE S,Sonmez O,YAPICI R Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. . 2017; 1337 - 1346.
Vancouver	CINAR M,ALBOYACI B,ÇÜRÜKOVA KALE S,Sonmez O,YAPICI R Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. . 2017; 1337 - 1346.
IEEE	CINAR M,ALBOYACI B,ÇÜRÜKOVA KALE S,Sonmez O,YAPICI R "Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi." , ss.1337 - 1346, 2017.
ISNAD	CINAR, Mehmet Aytac vd. "Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi". (2017), 1337-1346.

APA	CINAR M, ALBOYACI B, ÇÜRÜKOVA KALE S, Sonmez O, YAPICI R (2017). Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(4), 1337 - 1346.
Chicago	CINAR Mehmet Aytac,ALBOYACI Bora,ÇÜRÜKOVA KALE SERENAY,Sonmez Olus,YAPICI Rauf Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32, no.4 (2017): 1337 - 1346.
MLA	CINAR Mehmet Aytac,ALBOYACI Bora,ÇÜRÜKOVA KALE SERENAY,Sonmez Olus,YAPICI Rauf Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.32, no.4, 2017, ss.1337 - 1346.
AMA	CINAR M,ALBOYACI B,ÇÜRÜKOVA KALE S,Sonmez O,YAPICI R Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017; 32(4): 1337 - 1346.
Vancouver	CINAR M,ALBOYACI B,ÇÜRÜKOVA KALE S,Sonmez O,YAPICI R Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017; 32(4): 1337 - 1346.
IEEE	CINAR M,ALBOYACI B,ÇÜRÜKOVA KALE S,Sonmez O,YAPICI R "Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32, ss.1337 - 1346, 2017.
ISNAD	CINAR, Mehmet Aytac vd. "Transformatörlerin kazan duvarlarında meydana gelen kayıpların azaltılması için en uygun şönt eleman boyutlarının belirlenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/4 (2017), 1337-1346.