As the CTC (transposed continuously conductor) is widely accepted as the cable used in transformers, mechanical analysis of CTC under different load cases is in need. This paper introduces a new method of creating detailed CTC models automatically in Comsol Multiphysics and the models are applied for conducting FEA (Finite Element Analysis) for different load cases of practical importance. The numerical analysis is verified by comparing the FEA results and the analytical results for the response of the CTC. The difference between the FEA of simplified models (bare straight strands conductor models) and detailed models (transposed strand conductor models), is also evaluated. Finally, the detailed model with an epoxy coating is evaluated. The detailed CTC model is found to be more compliant when subjected to radial bending compared to the simplified model, but it is stiffer than the simplified model when subjected to an axial bending load. In torsion, the detailed CTC models have much lower torsional rigidity than the simplified models. The epoxy coating makes the whole structure much more compliant and largely decreases the torsional rigidity of the CTC structure. The research shows that the difference between the simplified model and the detailed model is not negligible in many load cases. However, for an analysis that does not strictly require accuracy when doing axial loading analysis, the simplified model is a good option since it is easier to model, computationally cheaper, and the result is close to the detailed model result. In other cases, the detailed model is to be preferred. / CTC-kablar som används i högspänningstransformatorer utsätts under drift för olika typer av mekaniska laster och det finns ett behov att kunna analysera mekaniska egenskaper vid olika typer av lastfall. I denna rapport introduceras en ny metod för att automatiskt skapa detaljerade modeller av CTC i Comsol Multiphysics. Dessa modeller används sedan för analys med finita element-metoden (FEM) av några praktiskt viktiga belastningsfall. Den numeriska analysen verifieras genom att jämföra FE-resultaten med analytiska resultat för enkla idealiserade balkgeometrier. Vidare analyseras skillnaden mellan FEA för de förenklade modellerna och geometriskt detaljerade modeller CTC både med och utan isolerande epoxiskikt kring ledarna. Den detaljerade CTC-modellen visade sig vara mindre styv, jämfört med den förenklade modellen, när den utsätts för radiell böjning, men styvare när den utsattes för en axiell böjning, där radiell och axiell avser riktningarna CTC har i en högspänningstransformator. I torsion har de detaljerade CTC-modellerna mycket lägre vridstyvhet än de förenklade modellerna. Epoxibeläggningen gör hela strukturen mycket mer kompliant och minskar till stor del torsionsstyvheten hos CTC strukturerna. Vidare visar resultaten att skillnaden mellan den förenklade modellen och den detaljerade modellen inte är försumbar i många belastningsfall. Men för en analys som inte strikt kräver noggrannhet när man utför axiell belastningsanalys, är den förenklade modellen ett bra alternativ eftersom den är avsevärt lättare att modellera, beräkningarna är mycket snabbare och resultaten ligger nära de för den detaljerade modellen. I andra fall är den detaljerade modellen att föredra.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-277930 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Hu, Haicheng |
| Publisher | KTH, Hållfasthetslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2020:257 |
Page generated in 0.0019 seconds