hrvatski

Optimiranje konstrukcije kućišta mjernog transformatora korištenjem metode konačnih elemenata

Tema ovog diplomskog rada je konstrukcijsko- ekonomska analiza postojećeg dizajna kućišta mjernog transformatora uz poseban osvrt na ponašanje kućišta pri seizmičkim opterećenjima te razvoj novog, optimiranog kućišta na temelju dobivenih podataka. Mjerni transformator je statični uređaj koji je, zbog svoje specifične (vitke) konstrukcije, u slučaju potresa izložen velikim dinamičkim opterećenjima koja uzrokuju znatna naprezanja u kućištu i izolatoru transformatora. Bitna odrednica ovog rada jest konstrukcija kućišta. Dosad nije provedena optimizacija kućišta iz više razloga. Možda najbitniji je taj da nije bilo alata kojim bi se provjerila ovisnost naprezanja o konstrukciji kućišta (primarno debljini lima). Dolaskom modernih inženjerskih alata poput ANSYS-a na tržište, inženjerima je dostupan moćan alat kojim mogu raditi ispitivanja, a da ne potroše velika sredstva i vrijeme na eksperimentalna testiranja različitih konstrukcija. Želja je dobiti jasnu sliku može li se uopće optimirati postojeće kućište (postoji mogućnost da nema prostora za optimiranje) i na temelju toga dati smjernice za daljnje postupke pri pronalasku rješenja koja će doprinijeti boljem i, u konačnici, sigurnijem ponašanju transformatora pri seizmičkim opterećenjima. Ovisno o geografskom području, postoje različito seizmički klasificirana područja. Iz te perspektive, želja je ovog rada ukazati na smjer za daljnju optimizaciju cjelokupnog proizvodnog raspona kućišta s krajnjim ciljem dobivanja proizvodne game kućišta primjerenih potresnom području u kojem se transformator nalazi. Provedeno je kompletno pojednostavljenje modela transformatora te u softverskom alatu ANSYS napravljena statička i modalna analiza modela. Na temelju tih rezultata provedena je spektralna analiza prema zahtjevima standarda IEEE 693-2018. Rezultati su zadovoljili sve uvjete ranije spomenutog standarda. Zaključeno je da prostor za optimiranje kućišta postoji te je napravljena optimizacija debljine limova unutar softverskog alata metodom odzivne površine čime je kreiran set pokusa s različitim kombinacijama debljine limova te dobivena četiri najbolja kandidata. Od ta četiri kandidata odabran je onaj s najmanjom masom te provedena dodatna statička, modalna i spektralna analiza tog rješenja kako bi se potvrdio odabir. Rezultati su zadovoljili postavljene uvjete te je odabrana kombinacija limova koja značajno smanjuje masu uz zadržavanje naprezanja u kućištu i izolatoru transformatora u dozvoljenim granicama. Predložen je daljnji rad na optimizaciji kućišta te dan smjer za kreiranje familije proizvoda kojom bi se kućišta podijelila u standardne grupe iz kojih bi se prilikom projektiranja proizvoda odabirala ona koja zadovoljavaju seizmičke uvjete određenog tržišta.

Mjerni transformator, konstrukcija, potres, razvoj, analiza, metoda konačnih elemenata

nije evidentirano