Primerjava modelov za izračun napetosti na stresani reaktanci in aksialne sile v navitjih energetskega transformatorja s cik-cak vezavoPAPEŽ, ŽAN (Avtor) Vončina, Danjel (Mentor) transformatorstresana napetostcik-cak vezavametoda končnih elementovkumulativna aksialna silakratek stikFEMMStresana napetost predstavlja induktivni del kratkostične napetosti transformatorja in je, kot njen večinski delež, pomemben parameter pri projektiranju, saj vpliva na kratkostične tokove ter mehanske in toplotne obremenitve. Pri transformatorjih z vezavo cik-cak je njen izračun še posebej zahteven, saj klasični analitični modeli pogosto ne dajejo dovolj natančnih rezultatov. Namen prve polovice magistrskega dela je primerjati različne metode izračuna stresane napetosti ter ugotoviti, kateri model se najbolj približa meritvam na realnih transformatorjih. V delu so obravnavani analitični in numerični pristopi. Najprej je predstavljena analitična metoda Rogowskega, nato pa več numeričnih modelov, ki temeljijo na metodi končnih elementov v programu FEMM. Preizkušen je bil enostebrni dvodimenzionalni osno simetrični model, trifazni dvodimenzionalni planarni model ter več izpeljanih modelov s popravljenim volumnom, pri katerih je bila magnetna energija preračunana z uporabo različnih reprezentativnih radijev. Modeli so bili preverjeni na več različnih zasnovah transformatorjev, za katere so bile na voljo meritve kratkostične napetosti od tovarniških prevzemnih preizkusov. Rezultati kažejo, da ima analitični model omejeno uporabnost, osnovni planarni model pa nezadostno natančnost. Najboljše ujemanje z meritvami dosega planarni model s popravljenim volumnom, pri katerem je volumen določen s težiščnim radijem magnetne energije. Ta pristop predstavlja dober kompromis med natančnostjo in računsko zahtevnostjo ter je primeren za praktično uporabo pri projektiranju transformatorjev s cik-cak vezavo. Druga polovica magistrskega dela pa obravnava mehanske obremenitve med trifaznim kratkim stikom. Naloga je osredotočena na kumulativno aksialno silo, ki je izračunana na podlagi rezultatov osno simetričnega in planarnega modela. Obravnavane so največja kumulativna aksialna sila, rezultanta kumulativne aksialne sile ter sila na stebrne letve, pri čemer so upoštevani različni trenutki opazovanja ter različni izmiki različnih navitij. Planarni model je bil razdeljen na šest različnih podmodelov, ki so se razlikovali glede na pozicijo mreže. Od planarnih podmodelov se je osno simetričnemu najbolj približal model z mrežo levo od desnega stebra, vendar so bili rezultati planarnih modelov precej razpršeni in pogosto večji od rezultatov osno simetričnega modela. Ugotovljeno je, da je planarni model s popravljenim volumnom primeren za izračun stresane napetosti, medtem ko je zaradi cilindrične geometrije navitij osno simetrični model zanesljivejši pri izračunu aksialnih mehanskih obremenitev.20262026-10-27 07:45:06Magistrsko delo/naloga190372VisID: 63430sl