5. Cấu trúc nội dung của luận án
2.7 Kết luận chương 2
Trong chương này, luận án đã giới thiệu về lý thuyết trường điện từ như hệ phương trình Maxwell, các điều kiện bờ và điều kiện biên.
Tác giả cũng đã nghiên cứu, phát triển các phương trình tích phân số mô phỏng các cấu trúc đặc biệt dạng vỏ mỏng, dạng dây dẫn và so sánh kết quả mô phỏng với phương pháp PTHH.
Ngoài ra, chương này cũng đã trình bày nghiên cứu về mô hình giải tích dựa trên công thức từ thế véc tơ A. Tiếp theo, để minh chứng cho tính đúng đắn của lý thuyết và mô hình toán đã xây dụng, luận áp đã áp dụng mô hình toán và bài toán thực tế để tính ứng suất lực ngắn mạch điện động cho MBA 320kVA 22/0,4kV.
Các kết quả được đã chỉ ra về giá trị dòng điện ngắn mạch cực đại trên cuộn HA và CA lớn gấp 37 lần biên độ dòng điện định mức. Với giá trị dòng điện ngắn mạch cực đại, tác giả đã áp dụng tính toán ứng suất lực ngắn mạch trên dây quấn HA và CA. Đặc biệt, đã phân tích và đưa ra ứng suất lực hướng kính x và hướng trục y theo bề dày cuộn HA và CA, và chỉ ra được giá trị ứng suất lực điện từ tổng xymax lớn nhất nằm ở giữa cuộn dây (theo chiều cao y) và bằng giá trị ứng suất lực hướng kính vì tại vị trí này ứng suất lực hướng trục bằng không. Cụ thể, tại cạnh ngoài cùng (x2) của cuộn HA _x_x2_HA = 6,0798.107 N/m2; tại cạnh trong cùng (x3) của cuộn CA _x_x3_CA = 4,198.107 N/m2, ứng suất lực hướng trục y có giá trị lớn nhất ở cạnh (x1) cuộn HA và (x4) cuộn CA y_x1_HA = 2,453.107 N/m2 và y_x4_CA = 1,693.107 N/m2. Kết quả giá trị ứng suất tổng xymax = 6,0798.107 N/m2 chưa vượt quá giới hạn bền cho phép của dây quấn.
Cũng trong chương này, tác giả đã nghiên cứu mô hình giải tích ứng suất nhiệt tác dụng lên dây quấn MBA khô bọc lớp epoxy. Sau khi xác định được giá trị ứng suất lực điện từ và ứng suất nhiệt, ta có thể tính ứng suất tổng hợp tác dụng vào dây quấn MBA. Ứng suất tổng hợp tác dụng vào dây quấn MBA khô, tẩm cách điện epoxy khi ngắn mạch là tổng xếp chồng ứng suất do lực điện từ; ứng suất do độ chênh lệch nhiệt độ giữa dây quấn và epoxy; và ứng lực do phân bố nhiệt độ không đồng đều ở lớp epoxy.
61
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN PHÂN BỐ NHIỆT MBA KHÔ VỚI CÁC ĐẶC TÍNH NHIỆT VẬT LIỆU EPOXY THAY
ĐỔI THEO NHIỆT ĐỘ 3.1 Giới thiệu
Trong chương này, tác giả nghiên cứu mô hình tính toán phân bố nhiệt trong MBA. Các kết quả tính toán áp dụng cho một bài toán cụ thể được thực hiện bởi nhiều phương pháp. Từ đó rút ra ưu, nhược điểm của các phương pháp và lựa chọn phương pháp sử dụng trong các phần tiếp theo.
Ngoài ra, tác giả cũng nghiên cứu, trình bày đặc trưng của vật liệu epoxy sử dụng trong việc đúc cuộn dây MBA khô chi tiết về các tính chất lý hóa của nó. Đồng thời, trong chương này tác giả cũng trình bày phương pháp xác định các đặc tính nhiệt của epoxy, chế tạo thiết bị, làm thực nghiệm để xác định các đặc tính này từ đó áp dụng khai triển Taylor biểu diễn các đặc tính này dưới dạng hàm bậc 2 của nhiệt độ.
Hệ số dẫn nhiệt của 3 mẫu epoxy được đúc từ dây chuyền sản xuất MBA khô của nhà máy Sanaky khu công nghiệp Quất Động, Thường Tín, Hà Nội sẽ được xác định bằng phương pháp đo không ổn định cho các điểm nhiệt độ khác nhau, từ nhiệt độ môi trường đến 140oC [13]. Kết quả đo hệ số dẫn nhiệt được sử dụng là thông số đầu vào, từ đó giúp ước lượng giá trị của nhiệt dung riêng thông qua việc mô phỏng CFD.
Các kết quả về hệ số dẫn nhiệt, hệ số khuếch tán nhiệt, nhiệt dung riêng của vật liệu được sử dụng trong các bài toán tính toán mô phỏng quá trình truyền nhiệt MBA. Kết quả về phân bố nhiệt MBA được thể hiện dưới dạng 3D bằng phần mềm mô phỏng CFD Fluent 3D. Kết quả này được so sánh với kết quả đo đạc thực tế trên MBA 320kVA 22/0,4 được tác giả thực hiện tại nhà máy Sanaky khu công nghiệp Quất Động, Thường Tín, Hà Nội.