Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Σοφίας Καρκαζή

με θέμα

Πειραματική Μελέτη και Μοντελοποίηση Μεταβατικής Συμπεριφοράς Μετασχηματιστών Ισχύος Υψηλής Τάσης

Experimental Study and Modeling of Transient Behavior of High Voltage Power Transformers
        
Εξεταστική Επιτροπή
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας (επιβλέπων)
Καθηγητής Κωσταντίνος Γυφτάκης
Αναπληρωτής Καθηγητής Θωμάς Τσοβίλης (ΑΠΘ, Τμήμα ΗΜΜΥ)

Περίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη μεταβατική συμπεριφορά υψηλών συχνοτήτων των μετασχηματιστών ισχύος υπό κεραυνική κρουστική τάση, καθώς και τον βαθμό στον οποίο αυτή δύναται να αναπαραχθεί από μοντέλα ισοδύναμου κυκλώματος διαφορετικής πολυπλοκότητας. Στα απότομα μέτωπα κύματος του κεραυνού, η μαγνητική ροή αποκλείεται από τον σιδηροπυρήνα λόγω του επιδερμικού φαινομένου, και η απόκριση διέπεται από τις χωρητικότητες των τυλιγμάτων και τον συντονισμό τους με την αυτεπαγωγή, η ακριβής αναπαράσταση της συμπεριφοράς αυτής είναι ουσιώδης για την αποτίμηση των μεταφερόμενων υπερτάσεων και τον σχεδιασμό μόνωσης και προστασίας.
Η μελέτη διεξήχθη σε μετασχηματιστή ισχύος τύπου πυρήνα, με μεταγωγέα λήψεων, 150 kV/11,5 kV, συνδεσμολογίας αστέρα-τριγώνου, 36/52 MVA. Ο μετασχηματιστής, απομονωμένος από το δίκτυο, διεγέρθηκε από γεννήτρια συνδυασμένου κύματος σε τριάντα διατάξεις δοκιμής και σε διάφορες στάθμες φόρτισης, και οι μετρηθείσες κυματομορφές, κατόπιν απεικόνισης στη MATLAB, χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση τεσσάρων μοντέλων: του γραμμικού BCTRAN, του θεμελιωμένου στον δυϊσμό Υβριδικού (XFMR), αμφοτέρων στο ATP-EMTP, και του απλού μοντέλου συγκεντρωμένων παραμέτρων του Piantini με την επέκτασή του από την Nehmdoh A. Sabiha, με παραμέτρους εξαχθείσες από την απόκριση συχνότητας.
Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων τεκμηριώνουν ότι η πιστότητα υπό κεραυνική κρουστική τάση καθορίζεται όχι από την πολυπλοκότητα της αρχιτεκτονικής του μοντέλου, αλλά από την επάρκεια της χωρητικής του αναπαράστασης. 

Abstract 
This thesis investigates the high-frequency transient behavior of power transformers under lightning impulse, and the extent to which it can be reproduced by equivalent-circuit models of differing complexity. At the steep wavefronts of lightning, the magnetic flux is excluded from the iron core by the skin effect, and the response is governed by the winding capacitances and their resonance with the winding inductance. An accurate representation of this behavior is essential for evaluating transferred overvoltages and for insulation and protection design.
The study was carried out on a core-type, tap-changing power transformer, 150 kV/11.5 kV, star-delta connection, 36/52 MVA. The transformer, isolated from the grid, was excited by a combination waveform generator across thirty test configurations and several charge levels, and the measured waveforms, imported in MATLAB, were used to evaluate four models: the linear BCTRAN and the duality-based Hybrid (XFMR), both in ATP-EMTP, and the minimal lumped-parameter model of Piantini with its extension by Sabiha, with parameters extracted from the measured frequency response.
The simulation results establish that the fidelity attainable under lightning impulse is governed not by the sophistication of the model architecture but by the adequacy of its capacitive representation.

Meeting ID: 335 373 075 577 0
Passcode: kr9V9mv6