Indukt

1
Induktív típusú önkorlátozó transzformátor
tervezése és alkalmazása
Száz éves a szupravezetés Az MTA Muszaki
Tudományok Osztályának tudományos ülése

• Dr Györe Attila adjunktus
• CG Electric Systems Hungary Zrt
• Transzformátor Üzletág

2
OSZTOTT SZEKUNDER TEKERCSELÉSU ÖNKORLÁTOZÓ
TRANSZFORMÁTOR
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
3
Osztott szekunder tekercselésu önkorlátozó
transzformátor
3
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
4
Osztott szekunder tekercselésu önkorlátozó
transzformátor
4
Variáns 1
Variáns 2
Variáns 3
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
5
AZ ELO-PROTOTÍPUS ÖNKORLÁTOZÓ TRANSZFORMÁTOR
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
6
Az elo-prototípus önkorlátozó transzformátor
Tervezett értékek
Paraméter Érték Paraméter Érték
Látszólagos teljesítmény 20 kVA Vasmag átméroje 134 mm
Primer feszültség 1400 V Járom hossza 1148 mm
Primer áram 14,3 A Oszlop magassága 826 mm
Primer menetszám 364
Szekunder feszültség 108,3 V
Szekunder áram 184,7 A
Fo szekunder tekercs menetszáma(i) 10-14-20-28
Kiegészíto szekunder tekercs menetszáma(i) 10-14-20-28
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
7
Az elkészült elo-prototípus önkorlátozó
transzformátor
7
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
8
Transzformátoros üzemállapot
8
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
9
Hirtelen rövidzárlat, elo-prototípus
9
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
10
Az aktiválási áram függése
10

• Anyagi paraméterek,
• A gyuru homogenitása,
• Mágneses diffúzió (a gyuru falvastagságától és
  fajlagos ellenállásától függ),
• Termikus diffúzió,
• A mágneses tértol függo kritikus áram (suruség),
• Áram meredekség,
• a gyuruben keletkezo váltakozóáramú veszteség,
• a gyuruben levo szuperáramok relaxációja,
• A gyuru flux creep és flux flow tulajdonsága,
• A gyuru falán belüli áram eloszlás,
• az E-J karakterisztika n tényezoje,
• a kritikus és a billenési áram közötti
  különbséget eredményezi, az utóbbi nagyobb a
  kritikus értéknél

Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
11
Kísérleti munka következtetései
11

• A 28/20-ashoz tartozó mágneskört
  (általánosságban, amikor a szekunder menetszám
  kombináció nagyobb 1-nél) módosítani javasolt a
  korlátozó állapotban a gyurus oszlop betelít.
• A vasmentes és vasmagos környezetben mért szórt
  mezo ugyanazon gyuru és tekercs esetén azt
  mutatták, hogy a szórt mezo a vasmagos
  környezetben magasabb. Ez fontos a pilot plant
  egység esetén, mivel ott a szupravezeto gyuruk és
  a segéd szekunder tekercs egy térben lesznek
  elhelyezve.
• A 2D-s szimulációk kimutatták, hogy a pre-proto
  geometriája esetén a szórt mezo radiális
  komponense meglehetosen magas (néhány tíz mT),
  ami miatt a kritikus áram értéke lecsökken.
• Az alacsony illetve a mély limitáció esetén a
  primer oldal lekapcsolása a hálózatról szükséges.
  Feltehetoleg, amikor a szekunder oldal
  menetszám-kombinációja 1, az árammegszakítás nem
  szükséges.

Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
12
Az alacsony váltakozóáramú állandósult
állapotbeli aktiválási áram érték okai
12

• szupravezetos tulajdonságok degradálása a
  termikus ciklusok (törés) miatt, amit az
  újramérések során tapasztaltunk
• a segéd szekunder tekercs mágneses terének hatása
  a kritikus áramra és a váltakozóáramú veszteségre
• különbözo csatolási tényezo km ( a gyuruben folyó
  áram Igy kmItek, Itek a tekercsben folyó
  áram). A vasmagos környezetben ez a tényezo
  meglehetosen nagyobb, mint vasmentes esetben
• többlet mágneses fluxus halad keresztül a gyurun
  a primer és a fo szekunder tekercsen folyó áram
  miatt

Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
13
PILOT PLANT EGYSÉG
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
14
A fejlesztett MathCad program
14
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
15
Pilot plant egység tervezése
15
A fluxus terelok hatásának 2D szimulációja
Vasmentes szupravezeto huzalból készült tekercs
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
16
A pilot plant egység fobb adatai
16
Paraméter Érték Paraméter Érték
Teljesítmény 100 kVA Oszlop átméro 128/185 mm
Primer feszültség 2 500 V Járom hossza 1 048 mm
Primer áram 20 A Oszlop magasság 1 005 mm
Primer menetszám 300 Szupravezeto gyuruk max. száma 4
Szekunder feszültség 416.6 V Szupravezeto gyuru belso átméroje 186 mm
Szekunder áram 120 A Szupravezeto gyuru belso átméroje 196 mm
Szekunder tekercs menetszámai, fo / segéd 50/25 Szupravezeto gyuru magassága 100 mm
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
17
A 100 kVA-re tervezett önkorlátozó transzformátor
foterve
17
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
18
A komponensek
18
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
19
Az összeállított pilot plant egység
19
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
20
Hirtelen rövidzárlat, pilot plant
20
Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
21
Tervezési, kísérleti eredmény
21

•  A tervezés sikeres volt
• Kísérleti eredményekkel igazolásra került hogy a
  100 kVA transzformátor teljesítményu egység
  méretezési koncepciójánál megfogalmazott azon
  elv, miszerint az egység korlátozása a
  szupravezeto gyuru villamos szempontból kb
  50-ban való kinyitásán alapul, helytálló.
• Az egység muködoképessége igazolódott
• Tovább lépési lehetoség szupravezeto huzal
  használata

Dr. Györe Attila Induktív típusú önkorlátozó
transzformátorok
100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.
22
Köszönöm megtisztelo figyelmüket!
E-mail attila.gyore_at_cgglobal.com