Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis of damage in silica filled epoxy products using XFEM and its verifications

Płatek R., Malinowski Ł., Zwoliński P.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 7(114)

199--207

EN

The paper summarizes the study of cracking phenomena in silica filled epoxy material. Numerical analyses of cracking phenomena were performed using Extended Finite Element Method (XFEM) for a full scale element as well as in a microscale, for the Representative Volume Element (RVE). Experimental verification consists of both C2 tests for real products and in-situ tensile tests and microstructural observations with the Scanning Electron Microscope (SEM). At the end, a summary with conclusions related to the prepared numerical analyses and experiments is included.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz pękania izolacji żywicznej wypełnionej kwarcem. Analizy numeryczne przeprowadzone były dla obiektu w pełnej skali, jak i dla próbki reprezentatywnej (RVE) w mikroskali. Weryfikacja eksperymentalna zawierała obserwacje produktów po testach C2, testy in-situ oraz obserwacje pod mikroskopem zniszczonej struktury. Podsumowanie wraz z wnioskami z badań zawarto na końcu artykułu.

2

Symulacje zjawisk sejsmicznych w przekładnikach WN

Płatek R., Juszkiewicz G., Tarnowski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 8

163--168

PL

Przedstawiona w artykule problematyka odnosi się do bezpieczeństwa systemów elektroenergetycznych w regionach narażonych na trzęsienia ziemi. W szczególności opisany jest tu przykład wytrzymałości sejsmicznej przekładnika wysokiego napięcia. W artykule przedstawione zostały obecne standardy i testy sejsmiczne. Praca omawia także różne metody analizy sejsmicznej polegające na oszacowaniu wpływu określonego obciążenia sejsmicznego lub parasejsmicznego na obiekt lub jego część. Głównie wyróżnia się tutaj analizę statyczną, quasidynamiczną oraz dynamiczną. W poniższej pracy pokazano zastosowanie metody dynamicznej z wykorzystaniem podejścia opartego o Metodę Elementów Skończonych (MES) dla przepustu transformatorowego typu RIP 230 kV wraz z weryfikacją eksperymentalną wyników symulacji. Jako drugi przykład przedstawiono analizę numeryczną dla kombinowanego przekładnika prądowo-napięciowego typu PVA 145 kV. W ostatnim rozdziale artykułu odniesiono się do zaawansowanych technik analiz numerycznych dla obiektów wypełnionych cieczą.

EN

The issue presented in the article relates to the safety of power systems in regions prone to earthquakes. Current standards, seismic tests as well as various methods of seismic analysis are described. Application of Finite Element Method (FEM) for dynamic analysis and its experimental verification was performed for transformer bushing RIP 230 kV. Next, numerical approach was used for analysis of seismic strength of a combined PVA 145 kV current/voltage transformer under different excitations. The last chapter of this article deals with advanced numerical analysis techniques for liquid filled objects.

3

Encapsulation of power electronics components for operation in harsh environments

Stosur M., Sowa K., Piasecki W., Płatek R., Balcerek P.

Archives of Electrical Engineering

|

2017

|

Vol. 66, nr 4

855--866

EN

This paper reports on analyses and testing of sensitive power electronics components encapsulation concept, enabling operation in harsh, especially high pressure environments. The paper describes development of the concept of epoxy modules that can be used for protecting of the power electronics components against harsh environmental conditions. It covers modeling of the protective capsules using a simple analytical approach and Finite Element Method (FEM) models and validation of the developed models with the high pressure tests on samples fabricated. The analyses covered two types of the epoxy modules: of sphere- and elongated- shape, both with electrical penetrators that enable electrical connection of the encapsulated components with external power sources as well as other power modules and components. The tests were conducted in a pressure chamber, with a maximum applied pressure of 310 bars, for which online strain measurements have been conducted. The experimental results were compared with the simulation results obtained with analytical and FEM models, providing validation of the models employed. The experimental part of this work was conducted in collaboration with Polish Naval Academy in Gdynia.

4

Selected Aspects of Numerical Analyses of Transformers

Kasza K., Płatek R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 2

183--187

EN

The reliability and lifetime of a transformer depends on the quality of oil or epoxy insulation used in the transformer and attached accessories such as bushings. This paper presents selected aspects of the numerical analyses of transformers and transformer components with epoxy resin solid insulation. Reliability, durability and dielectric properties of the epoxy insulation depend strongly on the quality of a manufacturing process. For example, the residual stresses may be minimized by selecting the right process parameters. Computer simulations of the casting and curing process of high voltage coils of a dry transformer are applied for that purpose. Similar analyses are also possible for high voltage Resin Impregnated Paper (RIP) bushings. In this case computer simulations are also used for modeling the complex vacuum drying process, which is necessary to assure the high quality and reliability of the final product. A transformer and its components may be exposed to various environmental conditions during operation and even very extreme ones (e.g. large changes of the ambient temperature) should be taken into account during the design process. The computer simulations allow verification of a mechanical design of the dry transformer winding which is exposed to a thermal shock. The other example is evaluation of the mechanical resistance to seismic loads. Numerical analyses allow preliminary validation of the design of oil and dry transformers as well as bushings, which are expected to work in the area of earthquakes risk. By their application the design time and testing costs are much reduced.

PL

Decydujący wpływ na niezawodność i czas życia transformatorów ma jakość izolacji olejowej lub żywicznej zastosowanej w transformatorze jak i również w komponentach bezpośrednio do niego podłączonych takich jak przepusty. W artykule przedstawiono wybrane aspekty analiz numerycznych dla transformatorów i komponentów z izolacją żywiczną. Niezawodność, trwałość i własności izolacji żywicznej zależą w dużej mierze od jakości procesu wytwarzania. Przykładowo zastosowanie symulacji komputerowych pozwala na analizę procesu zalewania i utwardzania uzwojeń wysokiego napięcia transformatorów suchych i dobór takich parametrów procesu by zminimalizować powstające naprężenia resztkowe. Podobne analizy są również możliwe dla wysokonapięciowych izolatorów przepustowych dla których wykonuje się również analizy procesu suszenia papieru. W trakcie eksploatacji transformator i jego komponenty narażone są na różnego rodzaju ekstremalne warunki zewnętrzne, których wystąpienie musi być uwzględnione w trakcie projektowania urządzeń. Przykładowo symulacje komputerowe pozwalają na sprawdzenie konstrukcji mechanicznej uzwojeń transformatorów suchych pod kątem ich odporności na drastyczne zmiany temperatury otoczenia. Innym przykładem jest ocena odporności na wstrząsy sejsmiczne. Analizy numeryczne pozwalają na wstępną weryfikację konstrukcji transformatorów olejowych i suchych oraz przepustów, które przewidziane są do pracy w rejonach zagrożonych trzęsieniami ziemi. Możliwe jest dzięki temu ograniczenie kosztów związanych z projektowaniem i testowaniem tych produktów.

5

eRAMZES – a new web-based tool for reactive moulding simulations

Płatek R., Matysiak Ł., Banaś M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2013

|

R. 110, z. 1-M

325--332

EN

This paper describes a unique multiphysics simulation tool allowing one to analyse and optimize the reactive moulding process used for the production of epoxy resin based electrical insulation in many power products. The presented methodology offers fully automated numerical computations of the mentioned process excluding the requirement for high knowledge and experience of the tool end-user in the area of computer simulations.

PL

W artykule przedstawiono unikalne narzędzie do multifizycznych symulacji pozwalające na analizę i optymalizację procesu formowania reaktywnego używanego do produkcji żywicznej izolacji elektrycznej w wielu produktach elektroenergetycznych. Przedstawiona metodologia oferuje w pełni zautomatyzowane obliczenia numeryczne wspomnianego procesu wykluczając konieczność posiadania przez użytkownika narzędzia dogłębnej wiedzy i doświadczenia w dziedzinie symulacji komputerowych.

6

Computer aided seismic analyses for transformers

Płatek R., Juszkiewicz G.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2011

|

R. 108, z. 4-M/2

439-447

EN

In the paper a different numerical approaches for seismic analysis of the power products have been presented. Main focus was put on typical simulation methods defined by IEEE and IEC standards. In many cases substations such as transformers are filled with oil. Standards do not provide clear information about fluid influence on power equipment during seismic event. Due to that fact some investigations related with fluid filled substations were done and summarized in this paper. Three different simulation methods were investigated: Fluid Structure Interaction (FSI) approach using FEM, CFD and code coupling software, acoustic approach and CEL (Coupled Euler Lagrange) method using Lagrange and Euler element formulation.

PL

W artykule przestawiono różne podejścia numeryczne wykorzystywane do analiz sejsmicznych transformatorów. Głównie opisane metody symulacyjne, które są wskazane przez standardy IEEE oraz IEC. Jakkolwiek w tego typie produktach mamy często do czynienia z występującą tam cieczą, np. transformatory mocy a jego wpływ nie jest jasno określony przez powyższe standardy. W związku z powyższym trzy różne podejścia numeryczne do oszacowania wpływu cieczy na strukturę w produktach mocy zostały przedstawione. Są to: podejście oparte na metodzie Fluid Structure Interaction (FSI), podejście oparte na elementach akustycznych oraz podejście oparte na równaniach Lagange oraz Eulera (Coupled Euler Lagrange).

7

Seismic analyses of HV bushings

Płatek R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 3

59-62

EN

The mechanical reliability of critical transformer components is one of the main design aspects being addressed during development of HV equipments, and their safe operation must be ensured against all natural hazards including earthquake activities. This article describes a numerical simulations and the experimental validation on the seismic response of a full-scale high-voltage transformer bushing. The tests and analyses were performed for a 230 kV silicone housed Resin Impregnated Paper (RIP) transformer air bushing, according to the 693-2005 standard defined by IEEE.

PL

Mechaniczna niezawodność krytycznych komponentów transformatora jest jednym z głównych aspektów projektowania podczas rozwoju produktów wysokiego napięcia. Bezpieczne działanie tych produktów powinno być utrzymane niezależnie od naturalnych zagrożeń takich jak trzęsienie ziemi. W artykule opisane jest numeryczne podejście do analiz sejsmicznych przepustów transformatora wysokiego napięcia. Dodatkowo na podstawie testów przeprowadzonych w laboratorium przeprowadzono weryfikacje opisanych analiz numerycznych. Analizy jak i testy zostały przeprowadzone dla przepustu transformatora 230 kV żywicznie impregnowanego papieru (ang. Resin Impregnated Paper – RIP) w osłonie silikonowej na podstawie standardu IEEE 693-2005.

8

Analiza zjawisk cieplnych transformatorów oraz urządzeń średniego napięcia techniką sieci termicznych

Płatek R., Banaś M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 2

95-99

PL

Współczesne urządzenia i systemy elektroenergetyczne charakteryzują się coraz większą mocą generowaną z coraz mniejszej objętości układu. Wzrost wydajności urządzeń przyczynia się do podwyższonej generacji ciepła, które należy skutecznie odprowadzić. Podwyższona temperatura pracy jest bowiem jednym z głównych czynników wpływających na znaczące obniżenie niezawodności układów elektroenergetycznych. Dlatego dokładna analiza warunków termicznych pracy aparatów elektrycznych jest podstawowym zadaniem w procesie ich projektowania i niejednokrotnie właśnie czynniki termiczne determinują konstrukcję urządzeń, ich sprawność i okres bezawaryjnej eksploatacji. W artykule przybliżono metodę analizy zjawisk cieplnych w oparciu o technikę sieci termicznych oraz jej zastosowanie do analizy cieplnej transformatorów oraz urządzeń średniego napięcia.

EN

Nowadays, advanced technological developments are making products more compact and more efficient. In power products, thermal aspects are becoming very important because, to guarantee correct operation of product, the specified limits of temperature can not be exceeded. Thus, knowledge of temperature behavior is very important in order to predict reliability and performance in its environment. In this document solution based on automated generation of thermal network and its applications for transformers and medium voltage products are presented.

9

Metody analizy termicznej urządzeń elektroenergetycznych

Płatek R.

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2008

|

Nr 3

78--79

PL

Współczesne urządzenia i systemy elektroenergetyczne dają coraz większą moc z coraz mniejszych układów. Wzrost wydajności przyczynia się do powstawania większej ilości ciepła, które należy skutecznie odprowadzić. Podwyższona temperatura pracy jest bowiem jednym z głównych czynników obniżających niezawodność układów. Dlatego dokładna analiza warunków termicznych jest podstawowym zadaniem w procesie ich projektowania.