Methods for calculations of high frequency transmitted overvoltages through a power transformer : international dual doctoral thesis - Jurišić, Bruno (B. Jurišić ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, Blaise Pascal University, 2016)
Tradicionalni modeli transformatora dostupni u računalnim programima za proračun elektromagnetskih prijelaznih pojava (EMTP) nisu dostatni za simulaciju elektromagnetskog ponašanja transformatora pri prenaponima visokih frekvencija. S druge strane, modeli transformatora za prenapone visokih frekvencija su često složeni i zahtijevaju podatke o geometriji transformatora koji su industrijska tajna. U ovoj doktorskoj disertaciji opisana su dva razvijena modela transformatora za simulaciju elektromagnetskih interakcija između transformatora i ostatka elektroenergetske mreže te za proračun napona i struja na vanjskim stezaljkama transformatora, namijenjena upotrebi u EMTP računalnim alatima. Modeli su namijenjeni inženjerima koji rade u elektroprivredi te primjenjivi u studijama koordinacije izolacije. Razvijeni model crne kutije se temelji na mjerenju frekvencijskog odziva matrice admitancije transformatora dok se razvijeni model sive kutije temelji na proračunu elektromagnetskih polja primjenom metode konačnih elementa i ograničenog znanja o geometriji transformatora. Oba modela su prilagođena upotrebi u EMTP računalnim alatima na način da su modeli opisani pomoću matematičke metode racionalne aproksimacije te jednadžbe prostora stanja. Korištene racionalne funkcije za matematički opis modela zadovoljavaju uvjet pasivnosti. Usporedbom rezultata proračuna s mjerenjima vidljivo je da oba razvijena modela zadovoljavajuće predstavljaju transformator pri proračunu prenesenih prenapona tijekom ispitivanja udarnim impulsom te pri proračunu frekvencijskog odziva transformatora. Nadalje, razvijeni modeli su testirani pri realnom događaju kvara u elektroenergetskoj mreži, uzimajući u obzir nesigurnosti parametara struje munje. Za potrebe ove analize razvijena je procedura za proračun prenesenih prenapona transformatora uzrokovanih munjom u računalnom alatu za proračun elektromagnetskih prijelaznih pojava, koja uzima u obzir nesigurnosti parametara struje munje. Budući da je jedan od razvijenih modela transformatora temeljen na ograničenom znanju o geometriji transformatora, važno je napraviti alat koji će omogućiti inženjerima razumijevanje utjecaja pojedinih parametara na ponašanje modela. Analiza osjetljivosti je provedena na modelu transformatora sive kutije koristeći Morisovu metodu. Cilj takve analize bio je predvidjeti ključne, najutjecajnije parametre na elektromagnetsko ponašanje energetskog transformatora, kao i one koji imaju zanemariv utjecaj na ponašanje modela. Ključne riječi: energetski transformator, visoke frekvencije, elektromagnetske prijelazne pojave, crna kutija, frekvencijski odziv, siva kutija, kompleksna permeabilnost, racionalna aproksimacija, uvjet pasivnosti, nesigurnost, udar munje, analiza osjetljivost, Morisova metoda.