Tutor 1
Díaz Flórez, Guillermo Andrés
Resumen
En el diseño y la fabricación de transformadores es importante tener en cuenta las pérdidas por causa del efecto Eddy que perjudican a las partes metálicas estructurales de dichas máquinas. Las pérdidas eléctricas se producen cuando el flujo de dispersión, que no alcanza a ser conducido por el núcleo, penetra los elementos estructurales, induciendo corrientes parásitas que provocan el efecto y por lo tanto el aumento en la temperatura de las partes afectadas. Como consecuencia de ello se presenta un deterioro del líquido aislante del transformador, lo cual disminuye su vida útil. Partiendo de lo anterior, este trabajo se enfocará específicamente en la lámina del tanque y las barras compresoras puesto que son las estructuras más vulnerables en cuanto a pérdidas eléctricas se refiere, por su geometría, distancia y propiedades del material. Para el estudio de estos efectos se han diseñado programas computacionales que se encargan de realizar el análisis de las pérdidas y, por lo general, estos cuentan con una metodología de trabajo que se basa en la realización de un mallado volumétrico. Sin embargo, su principal desventaja es que el uso de algoritmos requiere de gran esfuerzo computacional, lo que significa un incremento en el tiempo del cálculo. Debido a lo anterior, en este trabajo se da gran importancia al concepto de la impedancia de superficie, ya que esta permitirá mallar la geometría del elemento en estudio para su posterior análisis, al disminuir el número de elementos finitos y el tiempo requerido para llevar a cabo la simulación electromagnética. En el siguiente estudio, se verá sometido un transformador trisfásico de 10 MVA al análisis electromagnético, tomando como las pérdidas que se presentan en las partes estructurales ya mencionadas. Esta comparación que, desde el punto de vista computacional, la mejor metodología para el análisis electromagnético es el mallado superficial, pues se reduce el número de nodos requeridos para el análisis y como principal ventaja se da una reducción en el tiempo de simulación y recursos computacionales
Resumen en lengua extranjera 1
In the design and manufacture of transformers is important take into account the losses due to the Eddy effect that affect the structural metal parts of these machines, specifically this work will focus on the tank steel and the tie roods because they are the most vulnerable structures in terms of electrical losses is concerned, by its geometry, distance and material properties. The cause of the electrical losses is that the leakage flux that is not linked by the core penetrates these elements and induces Eddy currents, the circulation of these currents produces the joule effect that causes an increase in the temperature of the affected structural parts. As a consequence of this, there is a deterioration of the insulating liquid of the transformer diminishing its useful life. For the study these effects have been designed computation programs, which are responsible for the analysis of the by induced currents. This programs usually have a methodology to perform their analysis, this methodology usually consists of a volumetric mesh, which internally increases the amount of calculations and therefore the time of analysis, is of great importance the introduction of the concept of surface impedance, which allows to mesh only the surface of the element geometry for analysis, decreasing the number of finite elements and time required to carry out the electromagnetic simulation. In the following study, a 10 MVA three-phase transformer will be subjected to electromagnetic analysis, taking as a reference the losses in the structural parts already mentioned, the comparison made showed that the number of nodes required for the analysis and therefore the time of simulation and computational resource, and it is concluded that from the computational point of view the best methodology for the electromagnetic analysis is the superficial meshing
Palabras clave
Estudio comparativo, Mallados volumétrico, Corrientes inducidas, Partes estructurales de transformadores, Transformadores eléctricos, Corrientes eléctricas
Tipo de documento
Trabajo de grado - Pregrado
Licencia Creative Commons
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Fecha de elaboración
2017
Programa académico
Ingeniería Eléctrica
Facultad
Facultad de Ingeniería
Citación recomendada
Reyes Sáenz, S., & Medina Reina, J. F. (2017). Estudio comparativo entre mallados volumétrico y superficial para el cálculo de pérdidas por corrientes inducidas en partes estructurales de transformadores. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica/172
Publisher
Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Eléctrica