Nghiên cứu lực ngắn mạch tổng hợp có tính đến ảnh hưởng phân bố nhiệt trong máy biến áp khô có lõi thép vô định hình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU LỰC NGẮN MẠCH TỔNG HỢP CĨ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG PHÂN BỐ NHIỆT TRONG MÁY BIẾN ÁP KHƠ CĨ LÕI THÉP VƠ ĐỊNH HÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU LỰC NGẮN MẠCH TỔNG HỢP CĨ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG PHÂN BỐ NHIỆT TRONG MÁY BIẾN ÁP KHƠ CĨ LÕI THÉP VƠ ĐỊNH HÌNH Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 9520201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ ĐỨC TÙNG PGS TS PHẠM VĂN BÌNH Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực XÁC NHẬN CỦA TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hà Nội, ngày 30 tháng 09 năm 2021 GV HƯỚNG DẪN PGS TS Lê Đức Tùng GV HƯỚNG DẪN TÁC GIẢ LUẬN ÁN PGS TS Phạm Văn Bình Phạm Hồng Hải LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc kính trọng đến hai thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp, PGS TS Lê Đức Tùng PGS TS Phạm Văn Bình trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học trình nghiên cứu Hai thầy dành nhiều thời gian tâm huyết, hỗ trợ mặt để tác giả hồn thành luận án Bên cạnh đó, tơi xin cảm ơn thầy PGS TS Đặng Quốc Vương đồng hành, hỗ trợ chia sẻ với suốt thời gian thực luận án Tác giả trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo nhà máy sản xuất máy biến áp SANAKY – khu cơng nghiệp Quất Động, Thường Tín Hà Nội tạo điều kiện cho tác giả lấy mẫu epoxy, đo đạc thực nghiệm MBA khô 320kVA 22/0,4kV nhà máy Tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Nguyễn Việt Hùng, Giám Đốc Công ty cổ phần Advantech, tạo điều kiện thuận lợi cho phép tác giả sử dụng chương trình phần mềm Ansys hỗ trợ quyền, phòng nghiên cứu công ty để thực tốn mơ máy biến áp Tác giả xin trân trọng TS Lê Kiều Hiệp – Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh – Đại học Bách Khoa Hà Nội phối hợp tác giả nghiên cứu, chế tạo thành công thiết bị đo QTT01 phục vụ cho trình thực nghiệm luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phòng đào tạo, Viện Điện, Bộ môn Thiết bị Điện - Điện tử Trung tâm đào tạo thực hành kỹ thuật điện tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh suốt trình học tập nghiên cứu Chân thành cảm ơn thầy, cô cán Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử, hỗ trợ tận tình giúp đỡ trình thực luận án Cuối cùng, thực cảm động từ đáy lòng xin bày tỏ lòng biết ơn đến bậc sinh thành người vợ yêu quý hai trai thân yêu bên tác giả lúc khó khăn nhất, lúc mệt mỏi nhất, để động viên, để hỗ trợ tài tinh thần, giúp tác giả đứng vững q trình nghiên cứu hồn thiện luận án Tác giả luận án Phạm Hồng Hải MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU xii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ xiii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xvii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu 3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4 Các đóng góp luận án 5 Cấu trúc nội dung luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mô số thiết bị điện – điện tử 1.3 MBA hệ thống điện 10 1.3.1 MBA khô 11 1.3.2MBA có lõi thép VĐH 1.4 14 Tổng quan nghiên cứu MBA khơ có cuộn dây đúc epoxy lõi thép VĐH giới 18 1.4.1 Nghiên cứu lực điện từ tác dụng lên dây quấn MBA giới 18 1.4.2Nghiên cứu phân bố nhiệt MBA khô giới 20 1.5 Những nghiên cứu nước MBA lõi thép VĐH 23 1.6 Những nghiên cứu thông số nhiệt vật liệu epoxy 24 1.7 Những vấn đề còn tồn 28 1.8 Đề xuất hướng nghiên cứu 28 1.9 Kết luận chương 29 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH TỐN TÍNH LỰC NGẮN MẠCH TỔNG HỢP TÁC DỤNG VÀO DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP 30 2.1 Giới thiệu 30 2.2 Hệ phương trình Maxwell tốn điện từ 30 2.2.1 Các đặc tính vật liệu 31 2.2.2 Điều kiện bờ tổng quát 32 2.2.3 Điều kiện biên tổng quát 34 2.2.4 Mơ hình tốn từ động 34 2.2.5 Mơ hình tốn từ tĩnh 35 2.3 Mơ hình tốn điện từ phương pháp tích phân số 35 2.4 Nghiên cứu mơ hình tốn tính ứng suất lực điện từ dây quấn theo từ vectơ A 2.5 41 2.4.1 Điều kiện biên: 42 2.4.2 Tính số tích phân Aj,k 43 2.4.3 Phương trình ứng suất lực dây quấn viết theo từ vectơ A(x,y) 45 Bài toán áp dụng MBA 320kVA 22/0,4kV 45 2.5.1 Tính dòng ngắn mạch cuộn dây 46 2.5.2 Kết ứng suất lực điện từ cuộn CA HA MBA ngắn mạch 48 2.6 Nghiên cứu mơ hình giải tích tính ứng suất nhiệt dây quấn MBA khô ngắn mạch 53 2.6.1 2.6.2 epoxy 2.6.3 2.7 Mơ hình MBA 320 kVA 22/0,4kV 53 Tính ứng lực vào dây quấn có chênh lệch nhiệt độ dây quấn 54 Tổng ứng suất vùng biên 58 Kết luận chương 60 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN PHÂN BỐ NHIỆT MBA KHƠ VỚI CÁC ĐẶC TÍNH NHIỆT VẬT LIỆU EPOXY THAY ĐỔI THEO NHIỆT ĐỘ 61 3.1 3.2 Giới thiệu 61 Nghiên cứu mơ hình tính tốn phân bố nhiệt MBA khô 61 3.2.1 Nguồn nhiệt MBA 61 3.2.2 Dẫn nhiệt 63 3.3 3.2.3 3.2.4 Trao đổi nhiệt đối lưu 69 Trao đổi nhiệt xạ 71 3.2.5 Mơ hình tốn q trình truyền nhiệt MBA khô 72 Nghiên cứu phương pháp mạch nhiệt thay tương đương MBA khô áp dụng tính tốn cho tốn cụ thể 74 3.3.1 Thiết lập mạch nhiệt thay tương đương MBA 74 3.3.2 3.4 Mạch nhiệt thay tương đương MBA khô 320kVA 22/0,4kV 77 Đặc tính nhiệt vật liệu epoxy 87 3.5 3.4.1 Cấu tạo tính chất lí hóa vật liệu epoxy 87 3.4.2 Hệ số dẫn nhiệt 90 3.4.3 Hệ số khuếch tán nhiệt nhiệt dung riêng 93 Thực nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt vật liệu epoxy 94 3.6 3.5.1 Nguyên vật liệu sử dụng thực nghiệm 94 3.5.2 Cấu tạo thiết bị đo QTT01 đo hệ số dẫn nhiệt 95 3.5.3 Quy trình thí nghiệm kết 100 Kết luận chương 106 CHƯƠNG TÍNH TỐN PHÂN BỐ NHIỆT VÀ LỰC NGẮN MẠCH TỔNG HỢP MBA KHÔ 108 4.1 Giới thiệu 108 4.2 Mô 3D phân bố nhiệt MBA khô 320kVA 108 4.2.1 Thực nghiệm xác định điều kiện biên nhiệt độ MBA 320kVA 22/0,4kV 4.2.2 109 Mô phân bố nhiệt MBA 320kVA điều kiện tải khác 111 Mô phân bố nhiệt MBA 320kVA 22/0,4kV làm việc chế độ tải 4.3 có ngắn mạch cố 118 4.3.1 Mô phân bố nhiệt MBA 320kVA làm việc chế độ 150% tải định mức 4.3.2 cố 4.4 118 Mô phân bố nhiệt MBA 320kVA trường hợp ngắn mạch 120 Phân tích ứng suất nhiệt MBA 320kVA trường hợp ngắn mạch phương pháp PTHH 121 4.5 Tính ứng suất ngắn mạch tổng hợp MBA 320kVA 123 4.6 Áp dụng phân tích ứng suất ngắn mạch tổng hợp phương pháp PTHH MBA khô lõi thép VĐH 124 4.6.1 Phân bố nhiệt MBA VĐH 630kVA chế độ ngắn mạch cố 124 4.6.2 Ứng suất nhiệt ngắn mạch MBA VĐH 630kVA 125 4.6.3 Ứng suất ngắn mạch tổng hợp MBA VĐH 128 4.7 Đánh giá phụ thuộc cường độ điện trường lớn vào bán kính cong r cuộn dây 130 4.8 Kết luận chương 134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 136 Đóng góp khoa học luận án 136 Hướng phát triển luận án 136 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 PHỤ LỤC 144 PHỤ LỤC 145 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu / Viết tắt Hc td ρ S u U Uđm Un ux % uR% uk % i Iđm In Imax Φ W1 W2 Ψ Lt X1 (X2) X’2 Xn R1 (R2) R’2 Rn Z Zn φn Đơn vị Ý nghĩa A/m mm µΩcm rad kVA V V V V Lực kháng từ Độ dày thép Điện trở suất Tần số góc dòng điện Cơng suất máy biến áp Điện áp tức thời Điện áp hiệu dụng Điện áp hiệu dụng định mức Điện áp ngắn mạch Thành phần phản kháng điện áp ngắn mạch Thành phần tác dụng điện áp ngắn mạch Điện áp ngắn mạch phần trăm Dòng điện tức thời Dòng điện định mức hiệu dụng Dòng điện ngắn mạch hiệu dụng Dòng điện ngắn mạch cực đại Từ thông tức thời Từ thông hiệu dụng Số vòng dây sơ cấp Số vòng dây thứ cấp Từ thơng móc vòng Góc ban đầu điện áp Hệ số tự cảm cuộn dây Điện kháng tản dây quấn sơ cấp (thứ cấp) Điện kháng thứ cấp quy đổi Điện kháng tản ngắn mạch dây quấn Điện trở dây quấn sơ cấp (thứ cấp) Điện trở thứ cấp quy đổi Điện trở ngắn mạch dây quấn Tổng trở Tổng trở ngắn mạch Góc lệch pha dòng điện điện áp A A A A Wb Wb vòng vòng Wb.vòng rad H rad F Fx Fy σx σy σxy σxyz σcp E D H B N N N N/m N/m N/m N/m N/m -1 Vm -2 Cm -1 A.m -2 T = kg.m A Lực điện từ Lực hướng kính Lực hướng trục Ứng suất hướng kính Ứng suất hướng trục Ứng suất tổng theo 2D Ứng suất tổng theo 3D Ứng suất cho phép Vectơ cường độ điện trường Vectơ cảm ứng điện Vectơ cường độ từ trường Vectơ cảm ứng từ J A Aj,k B Bx By ε μ μ0 γ η h d h1 h1 h2 h2 d1 d1 d2 d2 b1 b2 axb A/m -1 Wbm T T T -1 Fm Hm-1 Hm -1 Ω-1m-1 -3 Cm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Vectơ mật độ dòng điện Vectơ từ Hằng số tích phân Cảm ứng từ (từ cảm) Từ cảm hướng kính Từ cảm hướng trục Hệ số điện môi Hệ số từ thẩm Hệ số từ thẩm khơng khí Điện dẫn suất Mật độ điện tích khối Chiều cao cửa sổ mạch từ Chiều rộng cửa sổ mạch từ tính đến trục đối xứng Chiều cao từ gốc tọa độ tới thành cuộn HA Chiều cao từ gốc tọa độ tới thành cuộn CA Chiều cao từ gốc tọa độ tới thành cuộn HA Chiều cao từ gốc tọa độ tới thành cuộn CA Khoảng cách từ trụ đến thành cuộn HA Khoảng cách từ trụ đến thành cuộn CA Khoảng cách từ trụ đến thành cuộn HA Khoảng cách từ trụ đến thành cuộn CA Chiều cao cuộn dây HA Chiều cao cuộn dây CA Kích thước mạch từ D1(mm) 124 D2(mm) 129 D3(mm) 159 D4(mm) 164 Hình 4.36 Điểm xác định cường độ điện trường Cường độ điện trường điểm 1: = 50 ⋅ lg lg lg 124 129 + 4,2 = 3,23 164 159 129 2,3.4,2 159 + 1,0059 1,0059 / Cường độ điện trường điểm 2: 50 = ⋅ 2,3.1,0059 129 lg lg 124 159 4,2 = 0,74 164 lg 129 + 159 + 1,0059 1,0059 / Cường độ điện trường điểm 3: 50 = ⋅ 2,3.1,0059 129 lg lg 124 159 4,2 = 0,60 164 lg 129 + 159 + 1,0059 1,0059 / Cường độ điện trường điểm 4: 50 = ⋅ 2,3.4,2 lg 129 lg 124 4,2 + 159 lg 129 + 1,0059 164 159 1,0059 (4.5) (4.6) (4.4) (4.7) Cường độ điện trường tính tốn với mơi trường đồng tính Vùng nguy hiểm cần kiểm tra phần đầu dây quấn đối diện Sự tăng 132 cao cường độ điện trường phần đầu dây quấn phụ thuộc vào tỷ số chỗ uốn cong điện cực + , đặc trưng Như tính tốn ta thấy cường độ điện trường điểm lớn Bán kính cong dây đồng vị trí tiếp giáp epoxy 12mm + = k =1,65 12+30 12 = 3,5 Gmax = 1,65 G1 = 6,93 kV/mm Cường độ điện trường nhỏ điện trường đánh thủng epoxy[79]: Gmax epoxy = 20kV/mm MBA bị đánh thủng cách điện Để đánh giá phụ thuộc giá trị cường độ điện trường lớn vào bán kính cong r dây quấn ta tiến hành tính tốn cho trường hợp bán kính cong dây quấn khác Vì kích thước bề ngang lõi thép 180 mm nên chọn r lớn 90 mm nhỏ 2mm, để vừa mang tính tổng quát vừa giảm thời gian tính tốn, mơ phỏng, ta chọn trường hợp khảo sát: r = 2; 5; 12; 30; 40; 90 mm Kết tính tốn thể Bảng 4.7 Bảng 4.7 Kết tính cường độ điện trường lớn trường hợp Bán kính cong r (mm) 12 20 30 40 90 Hệ số tăng cao cường độ điện trường (k) 2,6 1,65 1,45 1,3 1,22 1,1 Gmax (kV/mm) 8,32 6,4 5,28 4,64 4,16 3,904 3,52 Nhìn vào bảng cho thấy bán kính cong r cuộn dây tăng giá trị điện trường lớn phần đầu dây quấn (chỗ uốn cong điện cực) giảm Ta quan sát rõ xu giảm Gmax đồ thị Hình 4.37 133 Hình 4.37 Sự phụ thuộc cường độ điện trường lớn vào bán kính cong cuộn HA Kết cho thấy chế tạo cuộn dây MBA có bán kính cong r nhỏ, tức gần cuộn dây gần hình chữ nhật, chiều dài cuộn dây nhỏ trọng lượng đồng nhỏ lúc phải trả giá cường độ điện trường chỗ uốn cong dây quấn lớn Đồ thị Hình 4.37 thay đổi bán kính từ vng đến tròn cường độ điện trường lớn tăng lên 57,7% Khi tiến hành thiết kế cuộn dây hình chữ nhật MBAVĐH việc tìm bán kính cong r cuộn dây thỏa mãn đồng thời ứng suất lực điện từ cường độ điện trường không vượt qua giới hạn cho phép Khi đó, việc tìm bán kính cong r hợp lý để thỏa mãn điều kiện tản nhiệt, cách điện, trọng lượng dây quấn nhỏ đồng thời đảm bảo ứng suất lực ngắn mạch tác động lên cuộn dây cần thiết 4.8 Kết luận chương Trong chương này, tác giả thực tính tốn mơ phân bố nhiệt MBA khơ phương pháp PTHH giả toán động lực học chất lưu CFD với thông số nhiệt vật liệu epoxy biểu diễn gần dạng hàm theo nhiệt độ Các thông số nhiệt vật liệu epoxy thu từ thực nghiệm thực CHƯƠNG Tác giả thực mô phân bố nhiệt MBA 320kVA 22/0,4kV trường hợp tải định mức, 70% tải định mức, 50% tải định mức Kết mô so sánh với kết thử nghiệm thực tế cho thấy sai số không 5% Trên sở mơ hình kiểm chứng, tác giả mô phân bố nhiệt MBA chế độ 150% tải định mức trường hợp ngắn mạch cố phía hạ áp MBA 320kVA Từ kết phân bố nhiệt trường hợp MBA 320kVA ngắn mạch cố mơ phân tích ứng suất nhiệt động ngắn mạch Mơ tính tốn thực phần mềm mô tương tác đa môi trường Ansys Workbench Tại thời điểm MBA 320kVA ngắn mạch nhiệt độ nóng cuộn HA pha B, độ chênh nhiệt độ dây quấn lớp epoxy tiếp xúc dây quấn 130℃ Ứng 134 suất nhiệt lớn vùng biên tiếp xúc dây quấn epoxy 33 MPa 50% ứng lực điện từ lớn Ứng suất lực ngắn mạch tổng hợp lớn ∑_CA = 65,77 MPa vị trí cuộn dây (theo chiều cao y) Trong nội dung chương này, tác giả thực mô tính tốn xác định ứng suất tổng hợp cho MBA VĐH 630 kVA-22/0,4 kV Kết mô cho thấy Ứng suất lực ngắn mạch tổng hợp lớn ∑_HA = 65,85 MPa vị trí cuộn dây HA (theo chiều cao y) Ứng suất lực tổng hợp nhỏ ứng suất cho phép đồng [ Đồng] = 120 MPa [87] epoxy [ epoxy] = 100MPa [88] Cũng chương 4, tác giả đánh giá phụ thuộc phân bố điện trường vào bán kính cong cuộn dây ảnh hưởng cấu trúc lõi thép VĐH Kết cho thấy chế tạo cuộn dây MBA có bán kính cong r nhỏ, tức gần cuộn dây gần hình chữ nhật, chiều dài cuộn dây nhỏ trọng lượng đồng nhỏ lúc phải trả giá cường độ điện trường chỗ uốn cong dây quấn lớn Đồ thị Hình 4.37 thay đổi bán kính từ vng đến tròn cường độ điện trường lớn tăng lên 57,7% 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đóng góp khoa học luận án Luận án gồm có chương Luận án áp dụng phương pháp PTHH (phần mềm Ansys Workbench) cho phép xác định phân bố nhiệt vị trí vòng dây trường hợp ngắn mạch cố nguy hiểm phía hạ áp MBA; đồng thời, xác định ứng suất nhiệt phân bố cuộn dây MBA điểm có ứng suất nhiệt lớn Luận án sử dụng kết thực nghiệm giúp kết tính tốn có độ xác cao Luận án đạt số kết nghiên cứu sau đây: • Xác định phân bố lực ngắn mạch tổng hợp MBA khô bọc epoxy sử dụng lõi thép VĐH có tính đến ứng suất phân bố nhiệt không đồng lớp epoxy ứng suất chênh lệch nhiệt độ dây quấn lớp • 0 epoxy có tính đến thay đổi thơng số α(T C), (T C), Cp(T C) Đã tính đến phụ thuộc phân bố điện trường vào bán kính cong cuộn dây ảnh hưởng cấu trúc lõi thép VĐH Bán kính cong cuộn dây lựa chọn với yêu cầu ứng suất lực điện từ ngắn mạch dây quấn • Xây dựng mạch nhiệt thay tương đương MBA khô giúp giải nhanh tìm phân bố nhiệt độ MBA • Phối hợp với TS Lê Kiều Hiệp – Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh – Đại học Bách Khoa Hà Nội chế tạo thành công thiết bị đo QTT01 phục vụ cho thực nghiệm xác định biến động thông số nhiệt vật liệu epoxy theo nhiệt độ Và xây dựng quy trình thực nghiệm để xác định thông số nhiệt 0 α(T C), (T C), Cp(T C) vật liệu epoxy Hướng phát triển luận án Nghiên cứu phát triển hướng sau: • Đối với MBAVĐH có cấu trúc đặc biệt lõi thép kéo theo cuộn dây có cấu trúc hình trụ chữ nhật, cần quan tâm đến bán kính cong góc trụ chữ nhật để giảm xung lực vùng góc cuộn dây phân bố cường độ điện trường phù hợp • Xây dựng quy trình tính để xác định bề dày lớp epoxy tối ưu cách điện đồng thời đem lại hiệu tản nhiệt tốt cho cuộn dây 136 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Phạm Hồng Hải, Lê Đức Tùng, Đặng Quốc Vương, Phạm Văn Bình (2020), Analysis of temperature distribution in amorphous core dry-type cast-resin transformers via a finite element method, Tạp chí Nghiên cứu Khoa Học cơng nghệ quân năm 2020, ISSN 1859 -1043, số 65, trang 55-62 [2] Phạm Hồng Hải, Lê Đức Tùng, Đặng Quốc Vương, Phạm Văn Bình (2020), Tính tốn điện từ trường phương pháp tích phân số - ứng dụng cho tốn có cấu trúc dạng dây Tạp chí Khoa học Công nghệ Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội, ISSN 1859 -3585, số 2(56), trang 33-37 [3] Lê Đức Tùng, Phạm Hồng Hải (2020), Áp dụng phương pháp tích phân số mơ điện từ trường trạm biến áp, Tạp chí Khoa học cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, ISSN 1859 -1531, số 5(18), trang 1-5 [4] Phạm Hồng Hải, Lê Đức Tùng, Đặng Quốc Vương, Đặng Chí Dũng, Lê Kiều Hiệp, Đỗ Tiến Cơng (2021), Nghiên cứu đặc tính nhiệt vật liệu epoxy máy biến áp khơ, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, ISSN 1859 -1531, số 7(19), trang 29-34 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] S Yurekten, A Kara, and K Mardikyan (2013), “Energy efficient green transformer manufacturing with amorphous cores,” Proc 2013 Int Conf Renew Energy Res Appl ICRERA 2013, no October, pp 534–536 T Steinmetz, B Cranganu-Cretu, and J Smajic (2010), “Investigations of noload and load losses in amorphous core dry-type transformers,” XIX Int Conf Electr Mach - ICEM 2010, pp 1–6 Đoàn Thanh Bảo - luận văn thạc sĩ khoa học (2010), “Nghiên cứu chế tạo máy biến áp có lõi thép sử dụng vật liệu vơ định hình,” Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà nội W N Harry, R Hasegawa, L Albert, and L A Lowdermilk (1991), “Amorphous Alloy Core Distribution Transformers,” Proc IEEE, vol 79, no 11, pp 1608–1623 M Mouhamad, C Elleau, F Mazaleyrat, C Guillaume, and B Jarry (2011), “Short-Circuit Withstand Tests of Metglas 2605SA1-Based,” IEEE Trans Magn., vol 47, no 10, pp 4489–4492 B Tomczuk, K Zakrzewski, and D Koteras (2003), “Magnetic Field and Short-Circuit Reactance Calculation of the 3-phase Transformer with Symmetrical Amorphous Core,” Int Symp Electromagn Fields Electr Eng ISEF 2003 – 11th, pp 227–230 B Tomczuk and D Koteras (2011), “Magnetic flux distribution in the amorphous modular transformers,” J Magn Magn Mater., vol 323, no 12, pp 1611–1615 K Zakrzewski, B Tomczuk, and D Koteras (2009), “Amorphous modular transformers and their 3D magnetic fields calculation with FEM,” Int J Comput Math Electr Electron Eng., vol 28, no 3, pp 583–592 Đoàn Thanh Bảo - luận văn tiến sĩ (2016) - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội (2016), “Nghiên cứu lực ngắn mạch tổng hợp tác dụng lên dây quấn máy biến áp khô bọc epoxy sử dụng lõi thép vơ định hình.” S Hajiaghasi and K Abbaszadeh (2013), “Analysis of Electromagnetic Forces in Distribution Transformers Under Various Internal Short-Circuit Faults,” pp 13–14 G B Watts, B Sc, and A Member, “A mathematical treatment of the dynamic behaviour of a power-transformer winding under axial short-circuit forces,” pp 551–560 Milos Stafl (1967), “Electrodynamics of Electrical Machines,” Acad Publ house Czechoslov Acad Sci Prague, pp 1–183 A García, G Espinosa-Paredes, and I Hernández (2002), “A thermal study of an encapsulated electrical transformer,” Comput Electr Eng., vol 28, no 6, pp 417–445 M V K C Salon, Sheppard (1999), Numerical Methods in Electromagnetism 1999 G Meunier (2010), “The Finite Element Method for Electromagnetic 138 [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] Modeling,” Finite Elem Method Electromagn Model., pp 1–602 C Hoer and C Love (1965), “Exact inductance equations for rectangular conductors with applications to more complicated geometries,” J Res Natl Bur Stand Sect C Eng Instrum., vol 69C, no 2, p 127 Nguyễn Trọng Tiếu (2008), “Nghiên cứu thiết kế công nghệ chế tạo MBA phân phối loại khô công suất đến 1000 kVA, điện áp 35kV,” Đề tài cấp công thương M Mohan (2012), “An Overview on Amorphous Core Transformers,” Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences (JETEAS), vol 3, no pp 217–220, 2012 Hoàng Tháp Mười - Luận văn thạc sĩ kỹ thuật (2015), “Nghiên cứu phân bố nhiệt máy biến áp khơ có lõi thép vơ định hình,” Viện Điện - Đại Học Bách Khoa Hà Nội S LUPI (1987), “The application of amorphous magnetic alloys in induction heating medium-frequency transformers,” vol 23, no 5, pp 3026–3028 S L Ho et al (2004), “Numerical Simulation of Transient Force and Eddy Current Loss in a 720-MVA Power Transformer,” vol 40, no 2, pp 687–690 A C De Azevedo, A C Delaiba, J C De Oliveira, B C Carvalho, and H D S Bronzeado (2007), “Transformer mechanical stress caused by external short-circuit : a time domain approach.” H Ahn, J Lee, J Kim, Y Oh, and S Jung (2011), “Finite-Element Analysis of Short-Circuit Electromagnetic Force in Power Transformer,” IEEE Trans Ind Appl., vol 47, no 3, pp 1267–1272 Hyun-mo Ahn - Yeon-ho Oh and - Joong-kyoung Kim - Jae-sung Song - Sungchin Hahn (2012), “Experimental Verification and Finite Element Analysis of Short-Circuit Electromagnetic Force for Dry-Type Transformer,” IEEE Trans Magn., vol 48, no 2, pp 819–822, February J Y Lee, H M Ahn, J K Kim, Y H Oh, and S C Hahn (2009), “Finite element analysis of short circuit electromagnetic force in power transformer,” 2009 Int Conf Electr Mach Syst., no 4, pp 1–4 A A Adly and S Member (2001), “Computation of Inrush Current Forces on Transformer Windings,” vol 37, no 4, pp 2855–2857 A Ahmad, I Javed, and W Nazar (2013), “Short Circuit Stress Calculation in Power Transformer Using Finite Element Method on High Voltage Winding Displaced Vertically,” vol 3, no 11 V Behjat and a Vahedi (2011), “Numerical modelling of transformers interturn faults and characterising the faulty transformer behaviour under various faults and operating conditions,” IET Electr Power Appl., vol 5, no 5, p 415 J Faiz, B M Ebrahimi, and T Noori (2008), “Three- and Two-Dimensional Finite-Element Computation of Inrush Current and Short Circuit Electromagnetic Forces on Windings of a Three-Phase Core-Type Power Transformer,” IEEE Trans Magn ISSN 0018-9464, vol 44, no 5, pp 590– 597 [30] M A Bahmani (2011), “Core Loss Calculation in Amorphous High Frequency 139 [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] High Power Transformers with Different Topologies,” Master Sci Thesis Electr Power Eng - Chalmers Univ Technol - Sweden, pp 1–65 D Lin, P Zhou, W N Fu, Z Badics, and Z J Cendes (2004), “A Dynamic Core Loss Model for Soft Ferromagnetic and Power Ferrite Materials in Transient Finite Element Analysis,” IEEE Trans Magn., vol 40, no 2, pp 1318–1321 B Tomczuk and D Koteras (2008), “Influence of the air gap between coils on the magnetic field in the transformer with amorphous modular core,” vol 28, no 62, pp 1–5 M Xiao and B X Du (2016), “Effects of high thermal conductivity on temperature rise of epoxy cast winding for power transformer,” IEEE Trans Dielectr Electr Insul., vol 23, no 4, pp 2413–2420 M Eslamian, B Vahidi, and A Eslamian (2011), “Thermal analysis of castresin dry-type transformers,” Energy Convers Manag., vol 52, no 7, pp 2479–2488 E Rahimpour and D Azizian (2007), “Analysis of temperature distribution in cast-resin dry-type transformers,” Electr Eng., vol 89, no 4, pp 301–309 W Satterlee (1944), “Design and Operating Characteristics of Modern DryType Air-Cooled Transformers,” Trans Am Inst Electr …, vol 63, pp 701– 704 L C Whitman (1956), “Co-ordination Models Transformer witk Geometry,” Trans Am Inst Electr Eng Part III Power Appar Syst., vol 75, no 3, p Papers (12) L W Pierce (1994), “Predicting hottest spot temperatures in ventilated dry type transformer windings,” IEEE Trans Power Deliv., vol 9, no 2, pp 1160– 1172 L W Pierce (1992), “An investigation of the temperature distribution in castresin transformer windings,” IEEE Trans Power Deliv., vol 7, no 2, pp 920– 926 Z Dianchun and Y Jiaxiang (2000), “Thermal Field and Hottest Spotaf the Ventilated Dry-type Transformer,” IEEE Conf Publ., vol 1, pp 141–143 H Ahn, Y Oh, J Kim, J Song, and S Hahn (2012), “Experimental Veri fi cation and Finite Element Analysis of Short-Circuit Electromagnetic Force for Dry-Type Transformer,” IEEE Trans Magn., vol 48, no 2, pp 819–822 W Ning and X Ding (2012), “Three-Dimensional Finite Element Analysis on Fluid Thermal Field of Dry-Type Transformer,” Instrumentation, Meas Comput Commun Control (IMCCC), 2012 Second Int Conf., pp 516–519 M A Arjona, R B B Ovando-Martínez, and C Hernandez (2012), “Thermal– fluid transient two-dimensional characteristic-based-split finite-element model of a distribution transformer,” IET Electr Power Appl., vol 6, no 5, p 260 M A Arjona, C Hernandez, and E Melgoza (2014), “Thermal Analysis of a Dry-Type Distribution Power Transformer Using FEA,” IEEE Conf Publ., pp 2270–2274 A Boglietti, A Cavagnino, D Staton, M Shanel, M Mueller, and C Mejuto (2009), “Evolution and modern approaches for thermal analysis of electrical 140 [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] machines,” IEEE Trans Ind Electron., vol 56, no 3, pp 871–882 Y Chen, C Zhang, Y Li, Z Zhang, W Ying, and Q Yang (2019), “Comparison between Thermal-Circuit Model and Finite Element Model for Dry-Type Transformer,” 2019 22nd Int Conf Electr Mach Syst ICEMS 2019 Y Li, Y J Guan, Y Li, and T Y Li (2014), “Calculation of Thermal Performance in Amorphous Core Dry-Type Transformers,” Adv Mater Res., vol 986–987, pp 1771–1774 Bộ Công thương (2009), “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy biến áp có tổn hao khơng tải thấp, sử dụng vật liệu thép từ vơ định hình, siêu mỏng, chế tạo nước,” Quyết định số 6228/GĐ – BCT Bộ trưởng Bộ Công Thương, ngày 10 tháng 12 năm 2009 Công ty cổ phần chế tạo biến áp vật liệu điện Hà Nội Bùi Đình Chi - luận văn thạc sĩ khoa học (2010), “Nghiên cứu chế tạo máy biến áp khơ có lõi thép sử dụng vật liệu vơ định hình,” Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà nội Đinh Văn Thuận - Luận án Phó Tiến Sĩ Khoa Học (1996), “Xác định thực nghiệm đặc trưng truyền dẫn nhiệt vật liệu cách điện tính tốn hợp lý cách nhiệt kho lạnh điều kiện Việt Nam,” Đại Học Bách Khoa Hà Nội, pp 45–49 N Yüksel (2016), “The Review of Some Commonly Used Methods and Techniques to Measure the Thermal Conductivity of Insulation Materials,” in Insulation Materials in Context of Sustainability, 2016, pp 114–136 N Yüksel (2016), “The Review of Some Commonly Used Methods and Techniques to Measure the Thermal Conductivity of Insulation Materials,” Insul Mater Context Sustain., p 114 Phạm Văn Bình - Lê Văn Doanh (2011), “Máy biến áp - Lý thuyết - Vận Hành - Bảo Dưỡng - Thử Nghiệm,” Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, vol 2, pp 1–619 Nguyễn Hoa Thịnh - Nguyễn Đình Đức (2002), “Vật liệu composite học công nghệ,” Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, pp 1–351 Blackwell JH (1952), “Transient heat flow problems in cylindrical geometry,” Ph.D Thesis, University of Western Ontario Canada, London, Canada, 1952 J H Blackwell (1954), “A transient-flow method for determination of thermal constants of insulating materials in bulk part I - Theory,” J Appl Phys., vol 25, no 2, pp 137–144 A Garcia, E Contreras, and S Lopez (1991), “Measurement of the thermal conductivity of insulating materials by a line-source technique,” High Temp High Press., vol 23, no 6, pp 643–650 Nguyễn Đức Lợi, “Xác định thực nghiệm hệ số dẫn nhiệt vật liệu cách nhiệt,” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường ĐHBK, vol 4, pp 31–35 Đinh Văn Thuận, “Chế tạo dụng cụ đo hệ số dẫn nhiệt số vật liệu cách nhiệt tự nhiên Việt nam,” Tạp chí KHCN Nhiệt, vol 6, pp 9–11 Dang Quoc Vuong (2013), “Modeling of Electromagnetic Systmes by Coupling of Subproblems – Application to Thin Shell Finite Element Magnetic,” Ph.D 141 [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] thesis, Univ Liege Appl Mathet C G Vuong Q Dang, P Dular, R.V Sabariego, L Krähenbühl (2012), “Subproblem approach for Thin Shell Dual Finite Element Formulations,” IEEE Trans Magn., vol 48, no 2, pp 407–410 T Le-Duc, G Meunier, O Chadebec, and J M Guichon (2012), “A new integral formulation for eddy current computation in thin conductive shells,” IEEE Trans Magn., vol 48, no 2, pp 427–430 T Le-Duc, G Meunier, O Chadebec, J M Guichon, and J P A Bastos (2013), “General integral formulation for the 3D thin shell modeling,” IEEE Trans Magn., vol 49, no 5, pp 1989–1992 T Le-Duc, O Chadebec, J M Guichon, and G Meunier (2012), “Coupling between partial element equivalent circuit method and an integro-differential approach for solving electromagnetics problems,” IET Sci Meas Technol., vol 6, no 5, pp 394–397 A E Ruehli (1974), “Equivalent Circuit Models for Three-Dimensional Multiconductor Systems,” IEEE Trans Microw Theory Tech., vol 22, no 3, pp 216–221 S I Babic and C Akyel (2006), “New analytic-numerical solutions for the mutual inductance of two coaxial circular coils with rectangular cross section in air,” IEEE Trans Magn., vol 42, no 6, pp 1661–1669 L Krahenbuhl and D Muller (1993), “Thin layers in electrical engineering Example of shell models in analysing eddy-currents by boundary and finite element methods,” IEEE Trans Magn., vol 29, no 2, pp 1450–1455 M Allahbakhshi, K Abbaszadeh, and A Akbari, “Effect of Asymmetrical Dimensions in Short Circuit Forces of Power Transformers,” pp 1746–1749 Nhữ Mai Phương (2009), “Lý thuyết đàn hồi,” NXB Giáo Dục Việt Nam, pp 1–81 J A Dudek and J A Kargol (1988), “Linear thermal expansion coefficients for an epoxy/glass matte-insulated solid cast transformer,” Int J Thermophys., vol 9, no 2, pp 245–253 S S L.B Freund (2003), “Thin Film Materials: Stress, Defect Formation, and Surface Evolution,” Cambridge Univ Press K Wang (1943), “Thermal expansion of copper alloys,” J Franklin Inst., vol 236, no 3, pp 305–306 PGS.TS Võ Chí Chính (2006), “Kỹ thuật nhiệt,” p 160 C R Soderberg (1931), “Steady Flow of Heat in Large Turbine-Generators,” Trans Am Inst Electr Eng., vol 50, no 2, pp 782–798 I J Perez and J G Kassakian (1979), “A stationary thermal model for smooth air-gap rotating electric machines,” Electr Mach Power Syst., vol 3, no 3– 4, pp 285–303 V V S S Haritha, T R Rao, A Jain, and M Ramamoorty (2010), “Thermal modeling of electrical utility transformer.” pp 1–6, 2010 T May, C.A (1993), Epoxy Resins Chemistry and Technology 1993 Phạm Thị Hường - luận án tiến sĩ kỹ thuật hóa học (2016), “Nghiên cứu chế 142 [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] tạo vật liệu polyme compozit từ nhựa epoxy der331 tro bay phế thải ứng dụng kỹ thuật điện,” - Đại Học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Hữu Kiên - Luận văn tiến sĩ khoa học (2011), “Ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm lên tính chất điện môi vật liệu composite dùng máy biến áp điện lực,” Đại Học Bách Khoa Hà Nội H S C and J C Jaeger (1959), “Conduction of heat in solids,” p 18 and W Van Rooyen, M (1957), “Theoretical and Practical Concepts of the Thermal Conductivity of Soils and Similar Granular Systems,” Highw Res Board, Bull 168—Fundamental Pract Concepts Soil Freez., pp 143–205 M Von Herzen (1959), “The Measurement of Thermal Conductivity of DeepSea Sediments by a Needle-Probe Method,” J Geophys Res., vol 64, pp 1557–1563 ASTM (2000), “ASTM D5334-00: Standard Test Method for Determination of Thermal Conductivity of Soil and Soft Rock by Thermal Needle Probe Procedure,” Annu B ASTM Stand., vol 04.08, pp 1226–1232 F Birch and H Clark (1940), “The thermal conductivity of rocks and its dependence upon temperature and composition; Part II,” Am J Sci., vol 238, no 9, pp 613–635 A Garcia, F Rojas, and R Nava (1991), “Determination of thermal properties of casting resin systems for encapsulated transformers,” High Temp - High Press., vol 23, no 6, pp 651–658 T O Becker BE, Graham F, Carey GF (1981), “Finite elements: an introduction.” D Zhou, Z Li, C Ke, X Yang, and Z Hao (2016), “Simulation of transformer windings mechanical characteristics during the external shortcircuit fault,” Proc 5th IEEE Int Conf Electr Util Deregulation, Restruct Power Technol DRPT 2015, pp 1068–1073 S Lee et al (2015), “A Study on the Thermal Characteristics of the Epoxy Insulator in the Stop Joint Box of HTS Power Cable,” Physics Procedia, vol 65 pp 269–272, 2015 F W Peek (1929), “Dielectric phenomena in high voltage Engineering,” McGraw-Hill Phạm Văn Bình (2003), “Thiết Kế Máy Biến Áp,” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, p 110 143 PHỤ LỤC Biên kiểm tra xuất xưởng máy biến áp khô, công suất 320kVA -22/0,4kV 144 PHỤ LỤC Biên kiểm tra xuất xưởng máy biến áp lõi thép vơ định hình, cơng suất 630kVA -22/0,4kV 145 ... luận án: ? ?Nghiên cứu lực ngắn mạch tổng hợp có tính đến ảnh hưởng phân bố nhiệt máy biến áp khơ có lõi thép vơ định hình? ?? đặt cần thiết có ý nghĩa quan trọng ln mang tính thời nhà nghiên cứu, thiết... ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU LỰC NGẮN MẠCH TỔNG HỢP CĨ TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG PHÂN BỐ NHIỆT TRONG MÁY BIẾN ÁP KHƠ CĨ LÕI THÉP VƠ ĐỊNH HÌNH Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 9520201... tồn nghiên cứu lực ngắn mạch tổng hợp MBA lõi thép VĐH mà nghiên cứu trước chưa thực được, tác giả đề hướng nghiên cứu cho luận án Chương Nghiên cứu mơ hình tốn tính lực ngắn mạch tổng hợp tác