Kaynak artık gerilmelerinin testler ve analizlerle belirlenerek hermetik transformatör kazanı simülasyon parametrelerinin incelenmesi

Abstract

Yağlı tip transformatörlerde gerilim dönüşümü yaparken iletkenlerde FARADAY yasasına göre indüklenen kayıplar ve OHM yasasına göre oluşan kayıpların doğurduğu ısının ortamdan uzaklaştırılması için özel yağlar kullanılır. Aktif kısım, oluşan ısıyı atmosfere atabilmek amacıyla "radyatör / dalga duvar" diye tanımlanan ısı transfer yüzeyleri ile çevrilidir. Isınan ve soğuyan yağın hacimsel genleşme ve büzüşme isteği ısı atma yüzeylerinin genleşmesi ve büzülmesi ile kompanse edilir. Bu durum, uzun süreli çalışmalarda radyatörlerin ana yapıya ergitme kaynağı ile birleştirilmiş bağlantılarında yorulma çatlağına sebep olduğu bilinmektedir. Kaynaklı bağlantılarda oluşacak olan çatlağın sebep olacağı hataların tasarım, malzeme ve kaynak yöntemi iyileştirmeleri ile en aza indirilmesi bu çalışmanın hedeflerindendir. Bu tez kapsamında ilk olarak transformatör kazanı üzerindeki kaynak tipleri incelenmiş ve kaynaklı bağlantılarda kullanılan malzemelerin ve kaynak bölgelerinin mekanik ve metalürjik özellikleri belirlenmiştir. Çekme ve eğme testleri ile analizlerde ihtiyaç duyulan Young Modülü değerleri deneysel belirlenmiştir. Böylece bir trafo kazanı için Geçişli Termal, İç Gerilme ve Deformasyon Analiz' lerinde kullanılacak malzeme parametreleri tespit edilmiştir.

Power losses occur due to conductor resistance while voltage transformation is performed on transformers. Transformer oil is a conductor for heat transfer via surface of tanks equipped as 'radiators'. In hermetically sealed type transformers in which a vacuum profile settled in bottom to cover, expansion and contraction of the oil can be compensated via expansion and contraction of radiators. Vacuum inside the transformer tank also compensates the pressures and the cyclic loadings, generated by the thermal expansion of the oil, effecting on the radiator's corrugated wall's welded joints. Owing to the nature of the design, expansions and contractions that occurred from thermal differences expose transformer tank welded connections to cyclic loads. These dynamic loads gradually cause crack formations and crack propagations in welded connections and in base metal due to cyclic type loading. The scope of this thesis involved firstly, samples exemplifying the weld types used in hermetically sealed transformers have been examined, mechanical and metallurgical properties of the samples have been determined. Metallographic properties of the weld types have been also determined. Base material and welding zone metallic parameters that were utilized as input parameters during simulations of welding types for Transient Thermal and Structural Analyses. Thus, actual parameters can be used in mechanical design for biggest ever producible hermetically transformer tank at subsequent stages of thesis.