تحلیل عملکرد یک ترانسفورماتور با استفاده از مدل غیر خطی و چند مقداره پریساچ

ترانسفورماتور ها جزء مهمترین اجزای سیستم قدرت می باشد. رفتار مغناطیسی خاص هسته ترانسفورماتور ها به عنوان جزء اصلی آن ها تأثیرات قابل ملاحظه ای بر روی مطالعات یک شبکه قدرت می گذارد، ولی با این وجود مطالعات جامع و درخور اهمیت این موضوع صورت نگرفته است. شاید بتوان علت این کاستی را پیچیده بودن مدلسازی رفتار مغناطیسی مواد فرومغناطیس عنوان کرد. ما در این تحقیق برآنیم که رفتار غیر خطی و چند مقداره یا به عبارتی هیسترزیس هسته ترانسفورماتور را مورد بررسی قرار داده و در معادلات و محاسبات یک شبکه قدرت، این رفتار را در نظر بگیریم. ما در پروژه خود برای مدل کردن رفتار مغناطیسی هسته، از مدل پریساچ استفاده می نماییم. ولی به کارگیری مدل پریساچ برای مدلسازی ترانسفورماتور به علت چند ورودی بودن، وجود محدودیت های زیاد و لزوم رعایت آنها، غیر خطی و چند مقداره بودن مدل، عملیات محاسباتی مختلط از عملیات ریاضیاتی و عملیات هندسی و زمان بر بودن محاسبات مربوط به آن دارای پیچیدگی های زیادی می باشد. مشکلات یاد شده به قدری متعدد می باشد که استفاده از این مدل را در مدلسازی ترانسفورماتور تقریباً غیر ممکن ساخته و تا کنون استفاده مستقیم این مدل در مدلسازی ترانسفورماتور بی سابقه می باشد. ما در این مطالعه با در هم آمیختن معادلات الکتریکی ترانسفورماتور و در سطح بالاتر با معادلات الکتریکی شبکه قدرت و مدل مغناطیسی هسته در شبیه سازی های کامپیوتری یک مدل کامل از ترانسفورماتور و نزدیک به مدل واقعی آن ارائه می نماییم که قادر است اطلاعات لحظه ای ولتاژها، جریان ها، شدت میدان مغناطیس، شار مغناطیس هسته و به اشباع رفتن یا نرفتن هسته را در اختیار ما بگذارد. از طرفی جهت رفع این مشکلات تا حد امکان، الگوریتم هایی نیز پیشنهاد می دهیم که به کمک آن ها مدل بدست آمده علاوه بر توانمندتر بودن نسبت به بقیه مدل ها ، زمان اجرا و حافظه جهت محاسبات کمتری نیاز دارد و در برابر مشکلات عدم همگرایی محاسبات عددی نیز ایمن می باشد. در ادامه به کمک مدل کامل و جامع ترانسفورماتور و دیگر اجزاء شبکه قدرت به بررسی و شبیه سازی پدیده های گذرایی، جریان هجومی و تأثیر مثبت رفتار هسته بر روی هارمونیکزدایی می پردازیم.