Research of lightning impulse voltage distribution in dry type transformer winding

Abstract

It is important to have knowledge of parts of transformer under high voltage during designing of transformer, because of withstanding of transformer against to lightning impulse make lifespan of transformer longer. Oil-immersed type transformer lightning impulse modeling has been carried out frequently in the past. Studies on dry type transformer lightning impulse modeling gains more important because of growing marketing share of it. This study differs from old studies because during studies, cast resin insulated layer type coils with rectangular shape wire are used as dry type transformer windings. First, it has given an explanation about importance of dry type transformer which have very straight endurance to force because of their solid windings and ladder type network model. Then, some calculation methods of LC parameters of transformer have been given. Finally a solution method of matrix obtained from node equations has been presented and lightening impulse voltage distribution in dry type transformer winding is obtained.

Yıldırım darbelerine karşı transformatörlerin dayanımının sağlanabilmesi, uzun işletme koşullarına imkan vereceğinden, tasarım aşamasında aşırı gerilimlere maruz kalan bölgelerinin bilinmesi önemlidir. Çeşitli modelleme çalışmaları ile transformatörlerin yıldırım darbelerine karşı dayanımı analiz edilirken, çoğunlukla yağlı tip transformatörler analiz için tercih edilmişken, imalatta gittikçe büyük bir pazara sahip olmaya başlayan kuru tip transformatörlerin davranışının incelenmesi de önem kazanmaktadır. Bu çalışmada daha önceki çalışmalardan farklı olarak kat sargı yöntemi kullanılarak profil iletken ile sarılmış ve epoksi reçine ile izole edilmiş bobinin yıldırım darbe gerilimi dağılım analizi yapılmıştır. İlk olarak, katı izolasyon yapısı ile sargılarda meydana gelen kuvvetlere karşı yüksek mukavemet sağlayan kuru tip transformatörlerin önemi açıklanmış ve merdiven tip ağ metodu üzerine bilgi verilmiştir. Sonrasında, transformatöre ait LC parametrelerinin çıkarılması için gerekli hesaplama yöntemleri verilmiştir. Son olarak literatürde yer alan düğüm denklemlerinden elde edilen matris yapının çözümü sunulmuş ve yıldırım darbe geriliminin kuru tip transformatör bobinindeki dağılımı elde edilmiştir.