ترانسفورماتورها به تعداد زیاد در شبکه های برق برای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در مسافت های طولانی مورد استفاده قرار می گیرند. قابلیت اطمینان ترانسفو ماتورها در این میان نقشی اساسی در تغذیه مطمئن انرژی برق بازی می کند. بنابراین شناسائی هر چه سریعتر عیبهای رخ داده در داخل یک ترانسفورماتور ضروری به نظر می رسد. یکی از چنین عیبهائی که به سختی قابل تشخیص است،
تغییرات مکانیکی در ساختار سیم پیچهای ترانسفورماتور است. اندازه گیری تابع تبدیل تنها روش کارامدی است که در حال حاضر برای شناسائی این عیب معرفی شده و بحث روز محققین می باشد.استفاده روش مذکور با محدودیتها و مشکلا تی روبرو می باشد که تشخیص انواع عیوب مختلف را به روشهای متداول و مرسوم محدود ساخته است. از این رو امروزه تحقیقات بر روی استفاده از الگوریتمها و روشهای هوشمندی متمرکز شده است که بتواند یک تفکیک پذیری نسبتا خوبی بین انواع عیوب و صدمات وارده به ترانسفورماتور را فراهم سازد. در این پایان نامه سیم پیچهای ترانسفورماتور به منظور پایش با روش تابع تبدیل مطالعه و شبیه سازی شده اند. برای این کار مدل مشروح سیم پیچها مورد استفاده قرار گرفته و نشان داده شده که این مدل قادر به شبیه سازی عیبهائی (اتصال کوتاه بین حلقه ها، جابجائی محوری وتغییر شکل شعاعی) است که توسط روش تابع تبدیل قابل شناسائی می باشند. شبیه سازیهای مر بوطه توسط مدل مشروح نشان می دهند که به کمک این مدل می توان به طور رضایت بخش توابع تبدیل محاسبه شده در محدوده از چند کیلوهرتز تا یک مگاهرتز را ارائه نمود . این مدل مشخصه های اساسی توابع تبدیل (فرکانسهای تشدید و دامنه ها در
فرکانسهای تشدید ) را به طور صحیح نتیجه می دهد. مقادیر عناصر مدار معادل از روی ابعاد هندسی سیم پیچها و ساختار عایقی مجموعه محاسبه می شوند. با محاسبه و تخمین این مقادیر در حالتهائی که تغییراتی در ساختار سیم پیچ بوجود آمده اند، اثرات عیبهای مکانیکی در مدل در نظرگرفته شده اند. دقت مدل مشروح علاوه بر تعداد عناصر آن به دقت محاسبات پارامترهای آن نیز بستگی دارد. ارتباط بین عیبهای بررسی شده (اتصال کوتاه بین حلقه ها، جابجائی محوری و تغییر شکل شعاعی ) و تغییرات ناشی از آنها در توابع تبدیل به خوبی توسط مدل نتیجه می شوند . تغییر نسبی مقادیر فرکانسهای تشدید در حوزه فرکانس و زمان فرونشست در حوزه زمان در یک تابع تبدیل به عنوان معیار تغییرات در تابع تبدیل در اثر یک عیب مورد استفاده قرار گرفته اند. ارزیابی توابع تبدیل محاسبه شده برای شناسایی عیب، به کمک توابع تبدیل گوناگون تعریف شده در مقالات مختلف، منجر به حصول نتایج زیر شده اند:
– نتایج محاسبات تغییرات یکسانی را در توابع تبدیل در اثر هر کدام از عیبهای فوق الذکر نشان می دهند.
– نتایج محاسبات در خصوص آنالیز حساسیت جابجائی محوری نشان می دهد که اثر جابجائی محوری روی تابع تبدیل در محدوده فرکانسی بالاتر از 100 کیلوهرتز به طور واضح بیشتر ا زمحدوده کمتر از 100 کیلوهرتز می باشد.
– نتایج محاسبات برای آنالیز تغییر شکل شعاعی سیم پیچ نشان می دهد که تغییر شکل شعاعی روی کل محدوده فرکانسی تابع تبدیل تأثیر تقریباً یکسانی می گذارد.
– بعضی از فرکانسهای تشدید در یک تابع تبدیل درمقایسه با سایر فرکانسهای تشدید در اثر بروز یک عیب حساستر میباشند.
برای بدست آوردن نتایج بیشتر در مورد وابستگیهای بین مدل مشروح و تغییرات محاسبه شده در توابع در اثر یک عیب، اثرات پارامترهای مدل روی توابع تبدیل به طور مجزا بررسی و تحلیل شده اند. این تحلیلها نشان می دهند که:
– تغییرات ظرفیتهای خازنی بین دو سیم پیچ در اثر جابجائی محوری قابل چشم پوشی می باشند.
– تغییرات توابع تبدیل در اثر تغییر شکل شعاعی عمدتاً از تغییرات ظرفیتها ناشی می شوند. در نظر گرفتن تغییرات اندوکتانسها در این حالت ضروری نمی باشند.
چشم پوشیهای فوق باعث کاهش قابل ملاحظه ای در زمان محاسباتی می شوند و اعمال آنها در پایش ترانسفورماتورها مفید است.
مقدمه
از آنجائیکه قدرت شبکه های برق همواره در حال افزایش بوده و بایستی تاحد ممکن تغذیه انرژی برق مطمئن انجام شود، بالا بودن قابلیت اطمینان، طول عمر و کیفیت تک تک عناصر و تجهیزات موجود در شبکه ضروری است. ترانسفورماتورهای مرتبط کننده سطوح ولتاژ مختلف در شبکه از مهمترین عناصر شبکه اند که خروج از مدار آنها به قابلیت اطمینان توزیع انرژی آسیب جدی وارد کرده و باعث هدررفتن هزینه زیادی می شود. برای افزایش قابلیت اطمینان تغذیه انرژی برق، شناسایی سریع عیبهای رخ داده در ترانسفورماتورها الزامی می باشد. بر این اساس در پایان نامه مذکور ابتدا مقدمه ای بر روشهای مختلف عیب یابی و پایش ترانسفورماتورهای قدرت بیان شده است. در ادامه در فصل سوم، روش آنالیز پاسخ فرکانسی به عنوان روش جدید در عیب یابی ترانسفورماتورها معرفی و اصول و مبانی آن تشریح می گردد. به منظور تحلیل انواع عیوب متداول وارده به ترانسفور ماتور (که معمولا در حالت کار عادی برای ترانسفور ماتور قدرت اتفاق می افتد) سیم پیچ ترانسفورماتور با روش تابع تبدیل مطالعه و شبیه سازی شده است .این مطالعه با تمرکز بر روی مدل مشروح ترانسفورماتور انجام پذیرفته است که جزئیات آن در فصول چهار و پنج ارائه شده اند. فصل شش نتایج حاصل از شبیه سازی یک ترانسفورماتور قدرت 63/20 kV و 30MVA را نشان می دهد و حالتهای مختلف صدمات فیزیکی ترانسفورماتور و اثرات آن بر روی تابع انتقال را مورد بررسی قرار میدهد. نتایج حاصل از شبیه سازیها، این امکان را فراهم ساخته است تا الگوهای مناسبی متناظر با خطاها و عیوب مختلف ترانسفورماتور استخراج گردد. نهایتا در فصل هفت یک شبکه عصبی هوشمند ارائه شده است که می تواند با استفاده از الگوهای استخراج شده مذکور ، یک راهکار مناسب برای تشخیص دقیق و مطمئن از خطای وارد شده بدست دهد.
شامل 130 صفحه فایل pdf
دانلود پایان نامه تشخیص نوع عیب ترانسفورماتورهای قدرت به روش آنالیز پاسخ فرکانسی
