Modeli transformatora za proračun prenesenih prenapona visokih frekvencija

diplomski rad

• Naslov (engleski): Transformer models for calculation of high frequency transmitted over-voltages
• Autor: Luka Bučar
• Mentor: Ivo Uglešić (mentor)
• Član povjerenstva: Ivo Uglešić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivica Pavić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Boško Milešević (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2017-07-17, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Elektrotehnika

Sažetak

Ovim radom razmotreni su utjecaji prenapona visokih frekvencija prouzrokovanih atmosferskim izbijanjima i operacijom vakuumskih rastavljača. U takvim uvjetima transformatorski RLCG parametri se ponašaju drugačije što navodi na potrebu prilagodbe modela za visokofrekvencijske uvjete. Zbog ograničenosti manjkom detalja o unutarnjoj geometriji transformatora modeliranje se provodi modelom „sive kutije“ koja se temelji na metodi konačnih elemenata. Cilj je takvim modelom odrediti raspodjelu napona u namotu. U Matlabu se postavljaju ulazni parametri geometrije transformatorskog prozora i broja segmenata. Zatim se u FEMM-u provodi crtanje geometrije, elektrostatski i magnetski proračun, te proračun R, L i C parametra. Nakon čega se ponovno u Matlabu vrši proračun G parametra i izračun matrica vodljivosti vanjskih i unutarnjih čvorišta. U EMTP-RV-u se računaju konačne jednadžbe stanja. Kako prvi dio rada pojašnjava teorijsku pozadinu i cilj takve simulacije, drugi dio rada usredotočen je na detalje simuliranog modela, dimenzije transformatorskog namota koja je dostupna i testne scenarije čiji rezultati se naposljetku uspoređuju CIGRE-nim rezultatima testiranog modela.

Sažetak (engleski)

This document will explain the effects of high frequency overvoltages caused by atmospheric discharge and switching operations with vacuum circuit breaker. In such conditions transformer RLCG parameters behave differently, suggesting the need to adapt the model for high frequency conditions. Due to limited detail on transformer interior geometry, modeling is carried out using „grey box“ model based on finite element method. The goal is to determine the voltage distribution in the winding. The Matlab is used to set the input parameters of the geometry of the transformer window and the number of segments. Then, in FEMM, geometry was drawn, electrostatic and magnetic calculation, and calculation of R, L and C parameters are performed. After that, Matlab is used to calculate the G parameter and calculate the matrix of conductivity of the external and internal nodes. EMTP-RV calculates the finite equations of the state. As the first part of this paper clarified the theoretical background and purpose of such simulation, the second part of the paper focuses on the details of the simulated model, available transformer winding dimensions and the test scenarios whose results are ultimately compared to CIGRE results of the tested model.

• Ključne riječi: Transformator; model „siva kutija“; visokofrekvencijski model; brze prijelazne pojave; atmosferski prenaponi; EMTP; metoda konačnih elemenata
• Ključne riječi (engleski): Transformer; „grey box“ model; high frequency model; fast front transients; atmospheric discharge overvoltages; EMTP; finite element method
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:789498
• Studijski program: Naziv: Elektrotehnika i informacijska tehnologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (mag. ing. el. techn. inf.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-03-13 19:24:05