34,5 kV zig-zag topraklama transformatörünün tasarımı ve gerçekleştirilmesi

Bu tez çalışmasında, topraklanmamış sistemlerde nötr noktası oluşturmak amaçlı kullanılacak bir 34,5 kV zigzag topraklama transformatörü modellenmesi açıklanmıştır. Doğrusal olmayan manyetik karakteristikli çekirdeğe sahip zigzag transformatörün sonlu elemanlar modelleri (SEM), Ansys Maxwell yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. Topraklama transformatörü tasarımı için önemli kriterler olan demir kaybı ve kaçak reaktans ele alınmıştır. Ansys programının sonlu elemanlar yönteminden faydalanılarak zigzag transformatörün 2B ve 3B modellerine ait manyetik akı yoğunluğu ve demir kayıpları incelenip karşılaştırılmıştır. Kaçak reaktans için tek fazlı üç boyutlu ve üç fazlı üç boyutlu olacak şekilde sonlu elemanlar analizine (SEA) dayanan sayısal bir yöntem sunulmuştur. Bu modellerin çözümünde manyetik vektör potansiyel formülasyonu kullanılmıştır. Prototip topraklama transformatörü, sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla üretilmiştir. Bu yöntemlerin doğruluğunun deneysel sonuçlar ile karşılaştırılması yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, zigzag transformatörün üç faz 3B modelinin tek faz 3B modele göre daha doğru kaçak reaktans değeri elde ettiğini ve 3B modelinin 2B modele göre demir kayıplarda daha iyi doğruluk sağladığını göstermektedir.

In this thesis, modeling of a 34.5 kV zigzag grounding transformer to be used to create a neutral point in ungrounded systems was explained. Finite element models (FEM) of the zigzag transformer with a core with nonlinear magnetic characteristics were created using Ansys Maxwell software. Core loss and leakage reactance, which are important criteria for grounding transformer design, are discussed. Using the finite element method of the Ansys program, the magnetic flux density and iron losses of the 2D and 3D models of the zigzag transformer were examined and compared. A numerical method based on finite element analysis (FEA) for single-phase three-dimensional and three-phase three-dimensional is presented for leakage reactance. Magnetic vector potential formulation was used to solve these models. The prototype grounding transformer was produced with the help of the finite element method. The accuracy of these methods was compared with experimental results. Experimental results show that the three-phase 3D model of the zigzag transformer obtains more accurate leakage reactance value than the single-phase 3D model, and the 3D model provides better accuracy in iron losses than the 2D model. KEYWORDS: Grounding