Contributions to analysis of effect of winding geometry on forces and mechanical deformations on distribution transformers windings caused under short-circuit operation

Transformatör sargılarından geçen akımlar sargılar üzerinde kuvvetlerin oluşmasına sebep olur. Bu kuvvetler akımın karesiyle orantılıdır. Kısa devre durumda kesicilerin akımı kısa sürede kesmesine rağmen transformatör sargıları çok büyük kuvvetlere maruz kaldığından transformatörlerde deformasyonlar oluşabilmektedir. Geri dönüşü olmayan yer değiştirme ve deformasyonlar, transformatörün ilerleyen süreçte karşılaşacağı olası kısa devre durumları karşısında dayanımını düşürecektir. Kısa devrenin gerçekleştiği an da sargılar üzerindeki kuvvetlerin büyüklüğünde etkilidir, fakat transformatörün kısa devrelere dayandığından emin olunması amacıyla transformatörü en çok zorlayacak kısa devre durumu için kuvvet hesaplamalarının yapılması ve bu kuvvetlerin transformatöre etkilerinin incelenmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada, üç fazlı bir transformatörün tasarımı, teknik özellikleri aynı olmak kaydıyla silindirik, eliptik ve kare sargılı olmak üzere yapılıp her bir tasarım için en zorlayıcı kısa devre durumu benzetimi yapılmıştır. Silindirik sargılardaki kuvvet dağılımının sargı boyunca hemen hemen eşit olduğu, eliptik sargıların geniş kısımlarındaki ve kare sargıların köşelerindeki kuvvetlerin diğer kısımlara göre daha büyük olduğu görülmüştür. kuvvet büyüklükleri silindirik sargılarda en düşük olup en yüksek kuvvetler kare sargılarda oluşmuştur. Kısa devre durumu mekanik benzetimi için ANSYS yazılımı kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre silindirik sargılarda oluşan deformasyonlar ve mekanik gerilimler en düşük seviyededir. Diğer taraftan en yüksek deformasyon ve mekanik gerilim değerleri kare sargılarda gözlenmiştir.