دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش برق-قدرت

با عنوان :تشخیص و طبقه­ بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور­های قدرت با بهره گرفتن از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور

 

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی برق

قدرت

 

تشخیص و طبقه ­بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور­های قدرت با بهره گرفتن از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور

 

 

اساتید راهنما:

حمید جوادی

فرهاد حق جو

 

 

 

پاییز 92

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

شبکه گسترده سیستم قدرت دارای تجهیزات بسیار گران قیمتی می­باشد که از جمله آن می­توان به ژنراتور، بریکر، کابل­های قدرت و ترانسفورماتور اشاره کرد. ترانسفورماتور قدرت به عنوان قلب تپنده این شبکه بوده که همواره تحت تاثیر شرایط بهره ­برداری و محیطی، دچار خطاهای مختلفی شده و در برخی موارد سبب خرابی و خروج از مدار ترانسفورماتور و عدم دسترسی طولانی مدت خواهد شد. در نتیجه برنامه های تعمیر و نگهداری باید به جای مبتنی بر زمان، مبتنی بر شرایط بهره برداری و محیطی گردند که این مسئله خود مستلزم آن می­باشد که از شرایط حال تجهیز نیز آگاه باشیم. لذا استفاده از روش­های نظارت و تشخیص خطا که توانایی ارزیابی شرایط داخلی تجهیزات را دارند، بسیار با اهمیت خواهد بود.

روش­های مختلفی به منظور تشخیص خطا در درون ترانسفورماتور وجود دارد که از آن جمله      می توان به آنالیز گازهای محلول، تخلیه­جزیی و تحلیل پاسخ فرکانسی اشاره کرد. با توجه به محدودیتهای دو روش اول در تشخیص انواع خطا­ها، تحلیل پاسخ فرکانسی یکی از بهترین روش­های موثر در زمینه تشخیص خطا­های الکتریکی و مکانیکی در درون ترانسفورماتور می­باشد. با این حال به دلیل متکی بودن این روش بر مقایسه گرافیکی، تفسیر نتایج حاصله از پاسخ فرکانسی بسیار مشکل بوده و هنوز هیچ رابطه و روش کلی و فراگیر برای طبقه ­بندی وجود ندارد. هدف این پایان نامه تشخیص و طبقه ­بندی خطا­ی ترانسفورماتور با کمک پاسخ فرکانسی و درخت تصمیم می­باشد. با بهره گرفتن از مدل الکتریکی متمرکز ترانسفورماتور قدرت خطا­های مختلفی شبیه­سازی شده و با بهره گرفتن از درخت تصمیم طبقه ­بندی آن­ها صورت گرفته است. نتایج نشان می­ دهند که ترکیب پاسخ فرکانسی به همراه درخت تصمیم دارای دقت و سرعت بالایی نسبت به روش­های دیگر در طبقه ­بندی خطا در ترانسفورماتورهای قدرت دارد.

 

 

واژه‌های کلیدی: ترانسفورماتور قدرت؛ مدل الکتریکی متمرکز؛ پاسخ فرکانسی؛ درخت تصمیم؛ طبقه ­بندی خطا

 

فهرست مطالب

عنوان                                         صفحه

1-        مقدمه.. 1

1-1- مقدمه.. 1

1-2- بیان مسئله.. 2

1-3- مروری بر مقالات.. 3

1-4- ساختار پایان نامه.. 6

2-               عوامل خرابی ترانسفورماتور و روش های تشخیص آنها.. 8

2-1- عوامل خرابی ترانسفورماتور.. 8

2-1-1-   عوامل خرابی از نگاه سیستمی.. 8

2-1-2-   عوامل خرابی از نگاه مکان خطا.. 9

2-2- اجزای ترانسفورماتور و نقش آنها در بروز خطا.. 10

2-2-1-   خطاهای مربوط به تانک.. 11

2-2-2-   خطاهای مربوط به هسته.. 11

2-2-3-   خرابی تپچنجر زیر بار.. 12

2-2-4-   خرابی بوشینگ.. 12

2-2-5-   خرابیهای سیمپیچ.. 12

3-               مدلسازی ترانسفورماتور.. 17

3-1- تاریخچه مدلسازی ترانسفورماتور.. 17

3-2- کاربرد مدلهای ترانسفورماتور.. 18

3-2-1-   تحلیل گذرای سیمپیچ.. 18

3-2-2-   تحلیل گذرای سیستم.. 18

3-2-3-   مکانیابی تخلیه جزیی.. 18

3-2-4-   تحلیل پاسخ فرکانسی.. 19

3-3- انواع مدلهای ترانسفورماتور.. 19

3-3-1-   مدل خط انتقال.. 20

3-3-2-   مدل اندوکتانس نشتی.. 20

3-3-3-   مدل مبتنی بر اصل دوگان.. 20

3-3-4-   مدل میدان الکترومغناطیسی.. 21

3-3-5-   مدل مقاومت اندوکتانس و ظرفیت خازنی هندسی (RLC)(متمرکز)   21

3-4- مدل متمرکز الکتریکی.. 21

3-5- محاسبه پارامترهای مداری مدل متمرکز.. 23

3-5-1-   اندوکتانس.. 24

3-5-2-   مقاوت سیمپیج.. 28

3-5-3-   خازن.. 30

3-5-4-   تلفات دی الکتریک.. 37

4-               پاسخ فرکانسی.. 39

4-1- مقدمه.. 39

4-2- تحلیل پاسخ فرکانسی.. 39

4-2-1-   ضربه ولتاژ پایین.. 40

4-2-2-   تحلیل جاروب پاسخ فرکانسی.. 40

4-3- تابع تبدیل.. 41

4-4- آرایشهای مختلف تست پاسخ فرکانسی.. 42

4-4-1-   تست نوع اول.. 42

4-4-2-   تست نوع دوم.. 42

4-4-3-   تست نوع سوم.. 43

4-4-4-   تست نوع چهارم.. 43

4-5- تحلیل مداری مدل متمرکز.. 43

4-5-1-   مدل متغیر حالت.. 46

4-5-2-   تعیین تابع تبدیل.. 47

5-               آنالیز خطا.. 49

5-1- مقدمه.. 49

5-2- پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در حالت سالم.. 49

5-2-1-        تست نوع اول برای سیمپیچ فشارقوی.. 49

5-2-2-        تست نوع سوم.. 50

5-3- روش تحلیل اندازه گیریهای FRA.. 51

5-3-1-   رنج فرکانسی پایین.. 51

5-3-2-   رنج فرکانسی متوسط.. 51

5-3-3-   رنج فرکانسی بالا.. 51

5-4- آنالیز حساسیت.. 52

5-4-1-   تغییر فاصله بین دیسکی.. 52

5-4-2-   اثر تغییرات شعاع.. 54

5-5- اثر عیوب بر نحوه تغییر پاسخ فرکانسی.. 56

5-5-1-   تغییرات شعاعی.. 57

5-5-2-   خطای جابهجایی محوری.. 59

5-5-3-   تغییر فضای بین دیسکها.. 60

5-5-4-   خطای اتصال حلقه.. 61

5-6- دیاگرام ولتاژ- جریان.. 62

6-                  الگوریتم های طبقه بندی.. 65

6-1- مقدمه.. 65

6-2- انتخاب سیستم خبره.. 66

6-2-1-   شبکه های عصبی.. 66

6-2-2-   درخت تصمیم.. 67

6-3-       شاخصها.. 72

6-3-1-   شاخصهای آماری.. 73

6-3-2-   شاخصهای سیگنالی.. 74

6-4- پیادهسازی درخت تصمیم به منظور طبقهبندی خطا در ترانسفورماتور.. 76

6-4-1-   سناریو اول.. 77

6-4-2-        سناریو دوم.. 82

7-               نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 88

7-1- نتیجه‌گیری.. 88

7-2- پیشنهادات.. 90

پیوست الف- وابستگی نفوذپذیری مغناطیسی با فرکانس.. 91

پیوست ب- محاسبه ظرفیت خازنی سری در سیمپیج دیسکی.. 93

ب- 1: ظرفیت خازنی معادل دور به دور در یک دیسک.. 93

ب- 2: ظرفیت خازنی معادل دیسک به دیسک.. 93

پیوست ج- تحلیل مداری مدل متمرکز.. 95

ج-1- معادله دیفرانسیل برای ظرفیت خازنی.. 95

ج-2- معادله دیفرانسیل برای اندوکتانس.. 95

ج-3- محاسبات ولتاژی و جریانی.. 96

ج-4- تعریف ماتریسهای عناصر مداری با توجه به درخت.. 97

پیوست د- آشنایی با عملکرد درخت تصمیم.. 101

پیوست ی- مشخصات فنی ترانسفورماتور.. 106

 

فهرست علایم و نشانه‌ها

عنوان                                 علامت اختصاری

شار ماکزیمم

ولتاژ اعمالی به سیم­پیچ

فرکانس

تعداد دورهای سیم­پیچ فشار قوی

تعداد دورهای سیم­پیچ فشارضعیف

نیروی الکترومغناطیسی

طول مسیر مغناطیسی

جریان سیم­پیچ

چگالی شار

مقاومت سری فشارقوی

مقاومت سری فشارضعیف

اندوکتانس مرکب سری فشارقوی

اندوکتانس مرکب سری فشارقوی

ظرفیت خازنی سری سیم­پیچ فشارقوی

ظرفیت خازنی سری سیم­پیچ فشارضعیف

ظرفیت خازنی موازی سیم­پیچ فشارقوی با زمین

ظرفیت خازنی موازی سیم­پیچ فشارضعیف با زمین

ظرفیت خازنی بین سیم­پیچ­های فشارقوی X , Y

ظرفیت خازنی بین سیم­پیچ­های فشارقویY , Z

رلوکتانس مدارمغناطیسی

سطح مقطع متوسط هسته

ضریب نفوذپذیری مغناطیسی هسته

اندوکتانس فاز X

رلوکتانس بخش مغناطیسی

بخش مغناطیسی اندوکتانس فاز X

طول مسیر مغناطیسی ستون هسته

طول مسیر مغناطیسی یوغ هسته

اندوکتانس نشتی کلی فاز X

اندوکتانس کل(مغناطیسی و نشتی) فاز X

ضریب پراکندگی

ثابت نسبت مقیاس

نفوذپذیری مختلط مغناطیسی

نفوذپذیری مغناطیسی نسبی

ثابت انتشار

ضخامت ورقه هسته

بخش حقیقی نفوذپذیری

بخش حقیقی نفوذپذیری

امپدانس سیم­پیچ با هسته هوایی

مقاومت سیم­پیچ با هسته هوایی

اندوکتانس با هسته هوایی

رلوکتانس کویل فاز X

رلوکتانس پنجره هسته

 

رلوکتانس مغناطیسی بخش پنجره هسته

شعاع سیم­پیچ i ام

اتفاع بین دو سیم­پیچ

مقاومت پوستی

مقاومت مستقیم

مقاومت مجاورت

رسانایی

عمق نفوذ

ضریب گذردهی الکتریکی خلا

ضریب گذردهی نسبی الکتریکی محیط

ارتفاع تغییر یافته سیم­پیچ

شعاع داخلی سیم­پیچ

شعاع خارجی سیم­پیچ

ضریب گذردهی الکتریکی مختلط

تعداد طبقات مدل الکتریکی متمرکز

ظرفیت خازنی بین دورهای یک دیسک

ظرفیت خازنی بین دورهای یک دیسک

ضخامت هادی در هر دیسک

تعداد دورهای یک دیسک

تعداد دیسک­های ادغام شده

مقاومت سری در مدل متمرکز

مقاومت سری تبدیل شده

کنداکتانس موازی در مدل متمرکز

آنتروپی

آنتروپی نرمالیزه شده

انرژی

انرژی نرمالیزه شده

مرکز ثقل بیضی

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

عنوان                                         صفحه

جدول ‏3‑1: ماتریس اندوکتانس ترانسفورماتور سه فاز.. 25

جدول ‏3‑2: مقادیر گذردهی الکتریکی مواد در 2محیط روغنی و بیروغن[8].. 33

جدول ‏6‑1: مقادیر نرمالیزه شده ویژگی های مورد استفاده – یک حالت برای هر خطا.. 78

جدول ‏6‑3: مقایسه شش درخت تصمیم.. 86

 

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                         صفحه

شکل ‏2‑1: میزان تاثیر اجزای ترانسفورماتور در رخداد خطا]2[ 11

شکل ‏2‑2: شماتیک ترانسفورماتور سه ستونه با اتصال حلقه[37]   13

شکل ‏2‑3: توزیع شار نشتی و نیروهای شعاعی و محوری ایجاد شده توسط آن.. 14

شکل ‏2‑4: برش از بالا- نیروی وارده بر استوانه سیم پیچ.. 14

شکل ‏2‑5: تغییر شکل-سمت راست: Free- سمت چپ: Force. 15

شکل ‏2‑6: جابه جایی محوری سیم پیچ ها نسبت به هم.. 15

شکل ‏2‑7: تغییر فضای بین دو دیسک متوالی.. 16

شکل ‏3‑1: اولین مدل ترانسفورماتور[40].. 17

شکل ‏3‑2: مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور برای فاز X[46] 22

شکل ‏3‑3: مدار مغناطیسی معادل ترانسفورماتور سه فاز.. 24

شکل ‏3‑4: وابستگی مقادیر حقیقی و موهومی نفوذپذیری مغناطیسی به فرکانس.. 26

شکل ‏3‑5: توزیع چگالی شار مغناطیسی در پنجره هسته(از سمت فشارضعیف به طرف فشارقوی)[35].. 28

شکل ‏3‑6: بخشهای iام و jام سیمپیچ.. 28

شکل ‏3‑7: مقاومت کل متغیر با فرکانس سیمپیچ فشارقوی.. 30

شکل ‏3‑8: برش از بالا- نحوه قرارگیری سیم پیچ ها و تانک ترانسفورماتور.. 30

شکل ‏3‑9: خازن استوانهای.. 31

شکل ‏3‑10: سیستم عایقی بین سیم پیچ فشارقوی و فشارضعیف.. 32

شکل ‏3‑11: مدل ساده شده سیستم عایقی.. 32

شکل ‏3‑12: برش بالای استوانه های موازی.. 33

شکل ‏3‑13: هادی استوانه ای در برابر صفحه زمین شده.. 34

شکل ‏3‑14: ظرفیت های خازنی دوربه دور و دیسک به دیسک در سیم پیچی دیسکی[46].. 35

شکل ‏3‑15: یک جفت دیسک سیم پیچ فشارقوی[46].. 36

شکل ‏3‑16: سیستم عایقی ساده شده بین دیسکی[53].. 36

شکل ‏3‑17: مدار ساده شده به منظور محاسبه ظرفیت خازنی سری   37

شکل ‏4‑1: پیکربندی تست نوع اول[52].. 42

شکل ‏4‑2: پیکربندی تست نوع سوم[52].. 43

شکل ‏4‑3: درخت نرمال توصیفی مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور[46].. 44

شکل ‏5‑1: پاسخ فرکانسی برای فازهای A و B در حالت سالم در تست نوع اول.. 50

شکل ‏5‑2: پاسخ فرکانسی برای فازهای A و B در حالت سالم در تست نوع سوم.. 51

شکل ‏5‑3: اثر افزایش فاصله بین دیسکی بر پاسخ فرکانسی.. 53

شکل ‏5‑4: اثر کاهش فاصله بین دیسکی بر پاسخ فرکانسی.. 53

شکل ‏5‑5: اثر افزایش شعاع سیم پیچ فشارقوی بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی.. 54

شکل ‏5‑6: اثر کاهش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی.. 55

شکل ‏5‑7: اثر افزایش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی.. 55

شکل ‏5‑8: اثر افزایش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی بالا.. 56

شکل ‏5‑9: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، تغییر شکل درجه یک و درجه دو.. 58

شکل ‏5‑10: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور تست نوع اول فاز A در حالت سالم، جابه جایی شعاعی درجه یک و درجه دو.. 59

شکل ‏5‑11: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، جابهجایی محوری به میزان 100 میلیمتر در دو جهت بالا و پایین.. 60

شکل ‏5‑12: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، تغییر فضای بین دیسکی در دیسکهای بالایی و میانی به میزان 75 درصد ارتفاع اولیه بین دیسکها.. 61

شکل ‏5‑13: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، اتصال کوتاه ده دور در دیسک اول و ده دور در دیسکهای اول به همراه میانی.. 62

شکل ‏5‑14: دیاگرام ولتاژ- جریان.. 63

شکل ‏5‑15: دیاگرام ولتاژ-جریان برای حالت سالم و دو حالت معیوب با 20 و 30 درصد از دور اتصال کوتاه شده.. 64

شکل ‏6‑1: درخت تصمیم نمونه.. 68

شکل ‏6‑2: فایل متنی برای نرم افزار Weka. 72

شکل ‏6‑3: فلوچارت طبقه بندی.. 76

شکل ‏6‑4: ساختار سه درخت تصمیم متفاوت با ورودی های متفاوت   78

شکل ‏6‑5: درخت تصمیم اول- با هشت ورودی: مقادیر آستانه به ترتیب   80

شکل ‏6‑6: درخت تصمیم دوم- با دو ورودی: مقادیر آستانه به ترتیب   81

شکل ‏6‑7: درخت تصمیم سوم- با ده ورودی: مقادیر آستانه به ترتیب : 82

شکل ‏6‑8: ساختار سه درخت تصمیم متفاوت با ورودی های متفاوت   83

شکل ‏6‑9: درخت تصمیم با 32 ورودی : مقادیر آستانه پارامترها به ترتیب : 84

شکل ‏6‑10: درخت تصمیم با 8 ورودی : مقادیر آستانه پارامترها: ترتیب : 85

شکل ‏6‑11: درخت تصمیم با چهل ورودی: مقادیر آستانه ترتیب : 86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-     مقدمه

1-1-              مقدمه

یکی از سیستم­های مهم و پیچیده که تاکنون ساخته شده است، سیستم قدرت می­باشد. سیستم الکتریکی قدرت نقش کلیدی در جوامع مدرن بازی می­ کند. ترانسفورماتور­های قدرت[1] یکی از مهم­ترین اجزا در هر سیستم قدرتی می­باشند. در حقیقت ترانسفورماتور­های قدرت، نقش لینک ارتباطی بین بخش تولید و انتفال را بر عهده دارند و هر گونه خروج عدم برنامه­ ریزی­شده آن، باعث قطع توان و خاموشی می­ شود. ترانسفورماتور­های قدرت تحت شرایط بهره ­برداری و محیطی مختلف، دچار آسیب­های متفاوتی می­شوند. بعضی از این خطا­ها و آسیب­ها بسیار شدید بوده و ادوات حفاطتی ترانسفورماتور را وادار به عملکرد کرده و به یکباره ترانسفورماتور را از مدار خارج می­ کنند درحالیکه بعضی از خطا­ها این شدت را نداشته و ادوات حفاظتی به راحتی قادر به تشخیص آن­ها نخواهند بود. این دسته از خطا­ها در سیستم عایقی، سیم­پیچ­ها و هسته ترانسفورماتور­های قدرت رخ داده که تشخیص آن­ها مشکل می­باشد.از همین­رو به منظور ارزیابی وضعیت ترانسفورماتور­های قدرت، تست­ها و آزمایش­های مختلفی به صورت برنامه­ ریزی­شده مبتنی بر زمان بر روی آن­ها انجام می­گیرد. اکثر این تست­ها در حالت نابهنگام انجام شده واین مستلزم خروج ترانسفورماتور از مدار بوده که از نظر قابلیت اطمینان سیستم و هزینه­ های مربوط به قطع توان و خاموشی، بهینه و منطقی نمی ­باشد. به دلیل اهمیت ترانسفورماتور­های قدرت و مشکل موجود در تست­های آفلاین، بهره­برداران به انجام تست­ها و تشخیص خطا به صورت بهنگام روی­آوردند تا به­ طور دائم از وضعیت جاری ترانسفورماتور آگاهی داشته و از خروج غیربرنامه­ ریزی شده ترانسفورماتور جلوگیری کنند و هزینه­ های خروج را کاهش دهند.

اکثر آسیب­ها که به مرور زمان به خرابی­های بزرگتر تبدیل می­شوند در قسمت فعال ترانسفورماتور یعنی هسته و سیم­پیچ­ها اتفاق می­افتند. بعنوان مثال با تضعیف سیستم عایقی ترانسفورماتور فشار بست­ها کاهش یافته و در نتیجه منجر به کاهش مقاومت مکانیکی می­گردد. بسیاری از خرابی­های دی­الکتریک در داخل ترانسفورماتور نتیجه مستقیم کاهش مقاومت مکانیکی به خاطر تغییر شکل و دفرمه شدن[2]، می­باشند[1]. بنابراین تشخیص هرچه زودتر تغییر شکل­های سیم­پیچ و هسته بسیار قابل توجه و حائز اهمیت خواهد شد.

روش­ها و تست­های مختلفی به منظور ارزیابی شرایط ترانسفورماتور وجود دارد که از آن جمله می­توان به روش­هایی مانند تحلیل پاسخ فرکانسی[3]، آنالیز گازهای محلول[4]، پردازش سیگنال[5]، شار نشتی[6] و جریان توالی منفی[7] … نام برد[2]. از بین آن­ها، روش تحلیل پاسخ فرکانسی روشی بسیار محبوب، فراگیر بوده که قابلیت بالایی در تشخیص خطا­ها داشته و پیاده ­سازی آن ساده و راحت می­باشد.

1-2-              بیان مسئله

جریان خطا در ترانسفورماتور قدرت به سیم­پیچ­ها و ساختار مکانیکی متناظر با آن، استرس مکانیکی بسیار شدیدی را وارد می­ کند. این استرس منجر به تغییرات در سیم­پیچ­ها شده و خرابی بالقوه ترانسفورماتور را همراه خواهد داشت. این تغییرات بر مقادیر خازنی و اندوکتیو سیم­پیچ­ها تاثیر گذاشته و در نتیجه باعث تغییر در پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور شده و از این رو براحتی قابل تشخیص خواهند بود.

تحلیل پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور که از سال 1978 ارائه شده است، یک ابزار رایج تشخیص تغییرات سیم­پیچ­های ترانسفورماتور می­باشد. تحلیل پاسخ فرکانسی با تزریق یک سیگنال بین ترمینال­های ترانسفورماتور و محاسبه دامنه و فاز پاسخ دریافتی در مقابل فرکانس، پیاده ­سازی خواهد شد[3]. بطورکلی این روش، یک تکنیک صنعتی برای افراد ماهر در زمینه خطایابی می­باشد که پاسخ فرکانسی را با داده ­های تاریخی ثبت شده یا با اطلاعات ترانسفورماتور مشابه(اصطلاحا ترانسفورماتور خواهر) از نظر ظاهری مورد مقایسه قرار ­دهند.

تغییر شکل­های جزیی در سیم­پیچ­های ترانسفورماتور هیچ اثر قابل توجهی بر مشخصات بهره ­برداری ایجاد نمی­ کنند، اما خواص مکانیکی مس ممکن است تغییر کند و هم­چنین مقاومت ضربه[8] بطور قابل­توجهی به­خاطر آسیب عایقی و کاهش فواصل، کاهش یابد. هرچند این تغییر شکل­ها بعد از یک دوره زمانی طولانی مدت از طریق تحلیل روغن یا رله بوخهلتز[9] قابل شناسایی خواهند بود.

این بدان معناست که روش­های تشخیصی پیشرفته­تری برای ترانسفورماتور با بهره گرفتن از پردازش سیگنال به منظور تشخیص خطای داخلی نیاز است. روش­های پردازش سیگنال برای بیرون کشیدن اطلاعات مفید از سیگنال مورد نظر مورد استفاده قرار می­گیرد. در این روش، سیگنال می ­تواند به صورت شکل موج ولتاژ، جریان تونرال[10] یا ترکیبی از آن­ها باشد. به دلیل اینکه روش­های موجود برای ارزیابی شرایط داخلی ترانسفورماتور نمی­ تواند همه انواع خطا­های مختلف را نشان دهد، به روش­های هوشمندی نیاز است تا قادر به تشخیص خطا و نوع آن باشند. در مراجع مختلف روش­های متفاوتی برای نیل به این مطلب ارائه کرده ­اند.

1-3-              مروری بر مقالات

این قسمت به مروری بر مقالاتی که در این زمینه تحقیق کرده و منتشر شده پرداخته است. در بععضی از این مقالات به مدل­سازی ترانسفورماتور به منظور تعیین پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور متمرکز شده و در بعضی دیگر مسئله تشخیص و طبقه ­بندی خطای ترانسفورماتور مورد بررسی قرار گرفته است.

• در مرجع [4] ، مدل شبکه­ ای متوالی الکتریکی[11] برای سیم­پیچ فشارقوی انتخاب شده و پاسخ فرکانسی آن محاسبه شده است. پاسخ فرکانسی به سه رنج پایین، میانی و بالا تقسیم شده و ظرفیت خازنی سری در رنج فرکانسی پایین و اندوکتانس در رنج فرکانسی بالا در نظر گرفته نشده است و حساسیت پاسخ فرکانسی به تغییرات پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است.
• در مرجع [5] یک مدل دقیق از ترانسفورماتور تک­فاز به منظور تشخیص خطای جا به ­جایی محوری[12] و تغییر شكل ارائه شده است. در مدل مزبور مقاومت­های موازی(تلفات دی­الکتریک) و سری(تلفات مسی) به صورت وابسته به فرکانس در نظر گرفته شده است. البته اثر هسته و اندوکتانس مربوط به آن در فرکانس­های بالاتر از 10کیلوهرتز نادیده گرفته شده است. پارامتر­های مداری از دو روش تحلیلی و المان محدود[13] محاسبه شده و حساسیت تست­های مختلف بر پاسخ فرکانسی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
• در مراجع [6, 7] روش آزمایشگاهی برای تشخیص خطای اتصال­کوتاه در ترانسفورماتور با بهره گرفتن از پاسخ فرکانسی ارائه شده است. اثر تجهزات اندازه ­گیری(گوپلینگ­های سلفی و خازنی) بر روی پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور مورد تحقیق قرار گرفته است.
• در مرجع [8] یک مدل دقیق از ترانسفورماتور سه فاز ارائه شده که شامل تلفات وابسته به فرکانس که ناشی از جریان­های جریان فوکو[14] در هسته و سیم­پیچ است، ارائه شده است. به منظور تعیین پارامترها از تحلیل المان محدود دوبعدی استفاده شده است. یکی از مشاهدات مهم در این مرجع، قابل توجه بودن اثر هسته و اندوکتانس تا فرکانس یک مگاهرتز می­باشد.
• در مرجع [9] حساسیت پاسخ فرکانسی به اتصالات مختلف اندازه ­گیری و توانایی آن­ها در تشخیص خطا­های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. دو تست نوع اول و سوم (که در بخش‏4-4- بحث خواهد شد) نسبت به تشخیص خطا­ها دارای حساسیت بیشتری خواهند بود.
• در مراجع[10-12] یک مدل جامع و کامل از ترانسفورماتور سه فاز ارائه شده است که تمام اثرات وابسته به فرکانس هسته، سیم­پیچ­ها و سیستم عایقی لحاظ شده است. این مدل تا فرکانس یک مگاهرتز معتبر می­باشد.
• در مراجع [13-17] از شبکه عصبی[15] برای تشخیص خطا در درون ترانسفورماتور استفاده شده است. اطلاعات مورد استفاده در شبکه عصبی از تحلیل گاز­های محلول استفاده شده است. گاز­های مهم و کلیدی منتشر شده از روغن به عنوان ورودی شبکه عصبی انتخاب شده است. هم­چنین در مراجع[18, 19] از ترکیب الگوریتم بردار پشتیبان ماشین[16] و تحلیل گازهای محلول برای خطایابی خطا استفاده شده است.
• در مرجع [20] با بهره گرفتن از ترانسفورماتور سه­فاز و با تست­های آزمایشگاهی پاسخ فرکانسی برای اتصال کوتاه بین دورها و بین فازها و سیم­پیچ­ها اندازه ­گیری شده است و با بهره گرفتن از معیار­های آماری مانند ضریب­همبستگی[17]، مجموع مربعات خطا[18] و مجموع قدرمطلق لگاریتمی خطا[19] به منظور استفاده در روش تحلیل تجزیه فرکانسی بهره برده شده است.
• در مرجع [21] به منظور تشخیص خطای تغییر شكل سیم­پیچ­ها از شبکه عصبی و پاسخ فرکانسی بهره برده است. پاسخ فرکانسی در شرایط آزمایشگاهی اندازه ­گیری شده و از دو معیار انحراف معیار[20] و ضریب همبستگی به عنوان ورودی شبکه عصبی اتخاذ شده است.
• درمرجع [22] از روش ER[21] که مبتنی بر اطلاعات پاسخ فرکانسی است، به منظور ارزیابی شرایط سیم­پیچ ترانسفورماتور قدرت بهره برده است. خطای اتصال­کوتاه، تغییر شکل و جابه­جایی­محوری شبیه سازی شده و با این اطلاعات الگوریتم مورد نظر تشکیل می­گردد.
• در مرجع [23] مدل الکتریکی برای ترانسفورماتور تکفاز به کار گرفته شده و با بهره گرفتن از توابع تبدیل مختلف نمودارهای پاسخ فرکانسی شبیه­سازی اندازه ­گیری شده است. خطای تغییر شکل و جابه­جایی­محوری مورد مطالعه قرار گرفته و حساسیت توابع تبدیل مختلف در تشخیص به این دو نوع خطا ارزیابی شده است.

[1] – Power Transformer

[2] – Deformation

[3] -Frequency Rwsponse Analyse

[4] -Dissolve Gas Analyse

[5] -Signal Processing

[6] – Leakage Flux

[7] -Negative Current Sequence

[8] -Impulse Resistance

[9] – Bocholtz Relay

[10] Neutral Current

[11] -Laddder Network Model

[12] – Axial Displacement

[13] -Finit Element Methode

[14] – Eddy Current

[15] -Neural network

[16] – Support Vector Machine

[17] – correlation coefficient

[18] -Sum Square Error

[19] -Absolute Sum Logarithmic Error

[20] – Standard Deviation

[21] – Evidental Reasoning

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :128

قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :       *        parsavahedi.t@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

—  — —

14,700 تومانافزودن به سبد خرید

—-

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com