طراحي و بهينه سازي يك ترانسفورماتور توزيع 400 كيلوولت آمپر سه فاز با استفاده از الگوريتم ژنتيك و آناليز ميدان الكترو مغناطيسي FEM آن توسط نرم افزار COMSOL

Design and Optimization of a Three-phase 400 KVA Power Transformer Using Genetic Algorithm and Its Electro-magnetic Field Analysis by FEM Software COMSOL

امروزه ترانسفورماتور وسيله اي لازم و ضروري در دستگاه هاي انتقال، پخش و توزيع انرژي الكتريكي متناوب است. در اين ميان افزايش ظرفيت شبكه توزيع به علل افزايش مصرف انرژي الكتريكي امري ضروري است، از اين جهت در اين مقاله به طراحي و بهينه كردن تلفات مسي (گرمايي) كه نقش مهمي در افزايش راندمان ترانسفورماتور توزيع دارد پرداخته ايم. در اينجا ابتدا بصورت دستي، ابعاد و اندازه و همچنين سيم پيچ هاي ترانسفورماتورKVA 400 سه فاز، ستوني محاسبه شده است،سپس به كمك الگوريتم ژنتيك اين مقادير را بهينه و نتايج را در انتها با مقادير ابتدايي طراحي مقايسه مي كنيم. طراحي ترانسفورماتور بايد بر اساس مشخصات داده شده و با استفاده از مواد در دسترس به منظور دستيابي به هزينه كمتر و كاهش ابعاد، وزن، تلفات، وهمچنين بهبود عملكرد و راندمان انجام گيرد. درپايان با استفاده از روش اجزاي المان محدود FEM درنرم افزار COMSOL مشخصات هر ترانسفورماتور طراحي شده و ناحيه اشباع آن نشان داده شده است.

Today, transformers are an indispensable device for transmitting, distributing and distributing electric energy alternating. In the meantime, increasing the capacity of the distribution network due to the increase in electric power consumption is essential, hence the aim of this paper is to design and optimize the losses of copper (thermal), which plays an important role in increasing the efficiency of the transformer distribution Here, manually, the dimensions and size, as well as the transformer windings of the three-phase KVA 400 transformer are calculated, then using the genetic algorithm, these values are optimized and the results are compared with the initial values of the design. The design of the transformer should be based on specifications and using available materials in order to achieve lower costs and reduce dimensions, weights, losses, as well as improved performance and efficiency. At the end, using the FEM finite element method in COMSOL, the design of each transformer is shown and its saturation region is shown.