Güç transformatörünün tank duvarındaki manyetik şöntlerin optimum konum ve boyutunun belirlenmesi

Güç transformatörlerinin tank duvarlarında kaçak akılar nedeniyle meydana gelen kayıpları azaltmanın etkili yöntemi manyetik şöntlerin kullanılmasıdır. Manyetik şöntler kaçak akıları kendisine doğru yönlendirerek tanka ulaşmasını engeller. Transformatör üreticileri tank kaybını azaltmak için tank duvarlarının iç yüzeyinde yaygın olarak dikey manyetik şöntler kullanmaktadır. Bu tez çalışmasında bir güç transformatöründe optimum yatay şönt kullanımı araştırılmıştır. Bu amaçla öncelikle, transformatör üreticisi tarafından tank duvarında optimize edilmiş dikey manyetik şöntler kullanılarak imal edilen 50 MVA gücündeki bir güç transformatörü tam yükte 100 ms süresince analiz edilmiştir. Analiz sonucunda elde edilen tank kayıp değerleri deneysel sonuçlar ile doğrulanarak modelin geçerliliği kanıtlanmıştır. Transformatör tankının sadece uzun ön duvarında ve sadece kısa yan duvarında dikey manyetik şöntler mevcutken 2 milisaniye süresince analiz edilerek tank kayıp örnekleri alınmıştır. Dikey manyetik şöntlü transformatörün tank kayıp örnekleri referans alınarak tankın sadece kısa yan duvarında ve sadece uzun ön duvarında yatay manyetik şöntler kullanılarak sonlu elemanlar yöntemine dayalı 2 milisaniyelik parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Parametrik analizler sonucunda uygun konumlu ve boyutta yatay manyetik şöntlü tank modeli elde edilmiştir. Optimum konumu ve boyutu bulunan yatay manyetik şöntlü tank modellenerek transformatör tam yükte 100 milisaniye süresince analiz edilerek transformatör üreticisinin imal etmiş olduğu dikey manyetik şöntlü transformatörün deneysel ve simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, yatay manyetik şönt hacminde, dikey manyetik şönt hacmine göre %25,83 tasarruf sağlanmıştır. Yatay manyetik şöntlerde maksimum manyetik akı yoğunluğunun ve yatay manyetik şöntlü transformatör tankında maksimum akım yoğunluğunun daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Transformatör tam yükte çalışırken üç faz-toprak kısa devre olayında manyetik şöntlerin tank ve nüve üzerindeki etkileri incelenmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında tank duvarında manyetik şönt olmadığı, dikey manyetik şönt olduğu ve optimum yerleşimle elde edilen yatay manyetik şönt olduğu durumlar için ayrı ayrı incelenmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında en yüksek kaybın manyetik şöntsüz tankta, en düşük kaybın dikey manyetik şöntlü tankta meydana geldiği tespit edilmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında yatay manyetik şöntlü transformatör tankındaki maksimum akım yoğunluğu, dikey manyetik şöntlü transformatör tankındakinden daha düşük olduğu belirlenmiştir. Tankta en yüksek akım yoğunluğu tank duvarında manyetik şönt olmayan transformatörde gerçekleşmiştir. Üç faz-toprak kısa devre olayında manyetik şöntlerin nüve kaybı üzerinde etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Bir faz-toprak, iki faz-toprak ve üç faz-toprak kısa devre olaylarının transformatör tank kaybı ve nüve kaybı üzerindeki etkileri de incelenmiştir. En yüksek tank kaybı, en düşük nüve kaybı ve tankta maksimum akım yoğunluğu üç faz-toprak kısa devre olayında meydana gelmiştir.