پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور

word 3 MB 32220 109
مشخص نشده کارشناسی ارشد مهندسی برق
قیمت قبل:۶۳,۳۰۰ تومان
قیمت با تخفیف: ۲۳,۹۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد  مهندسی برق

    قدرت

    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 بهره­برداری 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 طبقه­بندی وجود ندارد. هدف این پایان نامه تشخیص و طبقه­بندی خطا­ی ترانسفورماتور با کمک پاسخ فرکانسی و درخت تصمیم می­باشد. با استفاده از مدل الکتریکی متمرکز ترانسفورماتور قدرت خطا­های مختلفی شبیه­سازی شده و با استفاده از درخت تصمیم طبقه­بندی آن­ها صورت گرفته است. نتایج نشان می­دهند که ترکیب پاسخ فرکانسی به همراه درخت تصمیم دارای دقت و سرعت بالایی نسبت به روش­های دیگر در طبقه­بندی خطا در ترانسفورماتورهای قدرت دارد.  

                                                                                                           

     

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

     

    1- مقدمه

    1-1- مقدمه

    یکی از سیستم¬های مهم و پیچیده که تاکنون ساخته شده است، سیستم قدرت می¬باشد. سیستم الکتریکی قدرت نقش کلیدی در جوامع مدرن بازی می¬کند. ترانسفورماتور¬های قدرت  یکی از مهم¬ترین اجزا در هر سیستم قدرتی می¬باشند. در حقیقت ترانسفورماتور¬های قدرت، نقش لینک ارتباطی بین بخش تولید و انتفال را بر عهده دارند و هر گونه خروج عدم برنامه¬ریزی¬شده آن، باعث قطع توان و خاموشی می¬شود. ترانسفورماتور¬های قدرت تحت شرایط بهره¬برداری و محیطی مختلف، دچار آسیب¬های متفاوتی می¬شوند. بعضی از این  خطا¬ها و آسیب¬ها 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 خطا¬ها این شدت را نداشته و ادوات حفاظتی به راحتی قادر به تشخیص آن¬ها نخواهند بود. این دسته از خطا¬ها در سیستم عایقی، سیم¬پیچ¬ها و هسته ترانسفورماتور¬های قدرت رخ داده که تشخیص آن¬ها مشکل می-باشد.از همین¬رو به منظور ارزیابی وضعیت ترانسفورماتور¬های قدرت، تست¬ها و آزمایش¬های مختلفی به صورت برنامه¬ریزی¬شده مبتنی بر زمان بر روی آن¬ها انجام می¬گیرد. اکثر این تست¬ها 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 ترانسفورماتور¬های قدرت و مشکل موجود در تست¬های آفلاین، بهره¬برداران به انجام تست¬ها و تشخیص خطا به صورت بهنگام روی-آوردند 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 آسیب¬ها که به مرور زمان به خرابی¬های بزرگتر تبدیل می¬شوند در قسمت فعال ترانسفورماتور یعنی هسته و سیم¬پیچ¬ها اتفاق می¬افتند. بعنوان مثال با تضعیف سیستم عایقی ترانسفورماتور فشار بست¬ها کاهش یافته و در نتیجه منجر به کاهش مقاومت مکانیکی می¬گردد. بسیاری از خرابی¬های دی-الکتریک در داخل ترانسفورماتور نتیجه مستقیم کاهش مقاومت مکانیکی به خاطر تغییر شکل و دفرمه شدن ، می¬باشند[1]. بنابراین تشخیص هرچه زودتر تغییر شکل¬های سیم¬پیچ و هسته بسیار قابل توجه و حائز اهمیت خواهد شد. 

    روش¬ها و تست¬های مختلفی به منظور ارزیابی شرایط ترانسفورماتور وجود دارد که از آن جمله می-توان به روش¬هایی مانند تحلیل پاسخ فرکانسی ، آنالیز گازهای محلول ، پردازش سیگنال ، شار نشتی  و جریان توالی منفی  ... نام برد[2]. از بین آن¬ها، روش تحلیل پاسخ فرکانسی روشی بسیار محبوب، فراگیر بوده که قابلیت بالایی در تشخیص خطا¬ها داشته و پیاده¬سازی آن ساده و راحت می¬باشد.

    1-2- بیان مسئله

    جریان خطا در ترانسفورماتور قدرت به سیم¬پیچ¬ها و ساختار مکانیکی متناظر با آن، استرس مکانیکی بسیار شدیدی را وارد می¬کند. این استرس منجر به تغییرات در سیم¬پیچ¬ها شده و خرابی بالقوه ترانسفورماتور را همراه خواهد داشت. این تغییرات بر مقادیر خازنی و اندوکتیو سیم¬پیچ¬ها 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 سیم¬پیچ¬های ترانسفورماتور می¬باشد. تحلیل پاسخ فرکانسی با تزریق یک سیگنال بین ترمینال-های 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 می¬باشد 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 شکل¬های جزیی در سیم¬پیچ¬های ترانسفورماتور هیچ اثر قابل توجهی بر مشخصات بهره-برداری ایجاد نمی¬کنند، اما خواص مکانیکی مس ممکن است تغییر کند و هم¬چنین مقاومت ضربه  بطور قابل¬توجهی به¬خاطر آسیب عایقی و کاهش فواصل، کاهش یابد. هرچند این تغییر شکل¬ها بعد از یک دوره زمانی طولانی مدت از طریق تحلیل روغن یا رله بوخهلتز  قابل شناسایی خواهند بود. 

    این بدان معناست که روش¬های تشخیصی پیشرفته¬تری برای ترانسفورماتور با استفاده از پردازش سیگنال به منظور تشخیص خطای داخلی نیاز است. روش¬های پردازش سیگنال برای بیرون کشیدن اطلاعات مفید از سیگنال مورد نظر مورد استفاده قرار می¬گیرد. در این روش، سیگنال می¬تواند بصورت شکل موج ولتاژ، جریان تونرال  یا ترکیبی از آن¬ها باشد. به دلیل اینکه روش¬های موجود برای ارزیابی شرایط داخلی ترانسفورماتور نمی¬تواند همه انواع خطا¬های مختلف را نشان دهد، به روش¬های هوشمندی نیاز است تا قادر به تشخیص خطا و نوع آن باشند. در مراجع مختلف روش¬های 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 مدل¬سازی 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  برای سیم¬پیچ 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 تک¬فاز به منظور تشخیص خطای جابه¬جایی محوری  و تغییر شکل ارائه شده است. در مدل مزبور مقاومت¬های موازی(تلفات دی¬الکتریک) و سری(تلفات مسی) بصورت وابسته به فرکانس در نظر گرفته شده است. البته اثر هسته و اندوکتانس مربوط به آن در فرکانس¬های بالاتر از 10کیلوهرتز نادیده گرفته شده است. پارامتر¬های مداری از دو روش تحلیلی و المان محدود  محاسبه شده و حساسیت تست¬های مختلف بر پاسخ فرکانسی مورد ارزیابی قرار گرفته است.

    • در مراجع [6, 7] روش آزمایشگاهی برای تشخیص خطای اتصال¬کوتاه در ترانسفورماتور با استفاده از پاسخ فرکانسی ارائه شده است. اثر تجهزات اندازه-گیری(گوپلینگ¬های 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 جریان¬های جریان فوکو  در هسته و سیم¬پیچ است، ارائه شده است. به منظور تعیین پارامترها از تحلیل المان محدود دوبعدی استفاده شدهاست. یکی از مشاهدات مهم در این مرجع، قابل توجه بودن اثر هسته و اندوکتانس تا فرکانس یک مگاهرتز می¬باشد.

    • در مرجع [9] حساسیت پاسخ فرکانسی به اتصالات مختلف اندازه¬گیری و توانایی آن¬ها در تشخیص خطا¬های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. دو تست نوع اول و سوم (که در بخش‏4-4- بحث خواهد شد) نسبت به تشخیص خطا¬ها 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، سیم¬پیچ¬ها و سیستم عایقی لحاظ شده است. این مدل تا فرکانس یک مگاهرتز معتبر می¬باشد.

    • در مراجع [13-17] از شبکه عصبی  برای تشخیص خطا در درون ترانسفورماتور استفاده شده است. اطلاعات مورد استفاده در شبکه عصبی از تحلیل گاز¬های محلول استفاده شده است. گاز¬های مهم و کلیدی منتشر شده از روغن به عنوان ورودی شبکه عصبی انتخاب شده است. هم¬چنین در مراجع[18, 19] از ترکیب الگوریتم بردار پشتیبان ماشین  و تحلیل گازهای محلول برای خطایابی خطا استفاده شده است.

    • در مرجع [20] با استفاده از ترانسفورماتور سه¬فاز و با تست¬های آزمایشگاهی پاسخ فرکانسی برای اتصال کوتاه بین دورها و بین فازها و سیم¬پیچ¬ها اندازه¬گیری شده است و با استفاده از معیار¬های آماری مانند ضریب¬همبستگی ، مجموع مربعات خطا  و مجموع قدرمطلق لگاریتمی خطا  به منظور استفاده در روش تحلیل تجزیه فرکانسی بهره برده شده است.

    • در مرجع [21] به منظور تشخیص خطای تغییر شکل سیم¬پیچ¬ها از شبکه عصبی و پاسخ فرکانسی بهره برده است. پاسخ فرکانسی در شرایط آزمایشگاهی اندازه-گیری شده و از دو معیار انحراف معیار  و ضریب همبستگی به عنوان ورودی شبکه عصبی اتخاذ شده است.

    • درمرجع [22] از روش ER  که مبتنی بر اطلاعات پاسخ فرکانسی است، به منظور ارزیابی شرایط سیم¬پیچ ترانسفورماتور قدرت بهره برده است. خطای اتصال¬کوتاه، تغییر شکل و جابه¬جایی¬محوری شبیه سازی شده و با این اطلاعات الگوریتم مورد نظر تشکیل می¬گردد.

    • در مرجع [23] مدل الکتریکی برای ترانسفورماتور تکفاز به کار گرفته شده و با استفاده از توابع تبدیل مختلف نمودارهای پاسخ فرکانسی شبیه¬سازی اندازه¬گیری شده است. خطای تغییر شکل و جابه¬جایی¬محوری مورد مطالعه قرار گرفته و حساسیت توابع تبدیل مختلف در تشخیص به این دو نوع خطا ارزیابی شده است.

    • در مرجع [24] روشی هوشمند که مبتنی بر منطق فازی  است برای تشخیص خطای ترانسفورماتور به کار گرفته شده است. از نتایج تحلیل گازهای محلول برای استفاده در الگوریتم پیشنهادی بهره جسته است.

    • در مراجع [25, 26] با استفاده از مدل الکتریکی متمرکز خطا¬های مرتبط با هسته و خطای اتصال¬کوتاه در یک ترانسفورماتور بطور آزمایشگاهی مورد تست قرار گرفته و پاسخ فرکانسی اندازه¬گیری شده است و قابلیت تشخیص این خطاها توسط تحلیل پاسخ فرکانسی مورد بررسی قرار گرفته است. هم¬چنین در مرجع [27, 28] با استفاده از مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور تکفاز، خطای تغییر شکل، اتصال کوتاه، جابه¬جایی محوری برای سه تست با سه پیکربندی مختلف شبیه-سازی شده و حساسیت هر یک از تست¬ها به یک نوع خطا مورد بررسی قرار گرفته است.

    • در مرجع [29] مدل الکتریکی متمرکز تنها برای سیم¬پیچ فشارقوی یک فاز از ترانسفورماتور در نظر گرفته شده و دو خطای تغییر شکل و جابه¬جایی محوری با شدت¬های مختلف شبیه¬سازی شده است. رنج فرکانسی مورد استفاده در این مرجع تا چند مگاهرتز بوده و اثر این دو خطا در رنج¬های مختلف فرکانسی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

    • در مرجع[30, 31] حساسیت تحلیل پاسخ فرکانسی به منظور تشخیص خطا در درون ترانسفورماتور مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ فرکانسی در انواع مختلف پیکربندی تست بر روی یک ترانسفورماتور سه¬فاز در آزمایشگاه اندازه¬گیری شده و با ایجاد خطاهای اتصال¬کوتاه و جابه¬جایی شعاعی و محوری نشان داده شد که حساسیت پاسخ فرکانسی در تست نوع اول قابل قبول خواهد بود.

    • در مرجع [26, 32, 33] با استفاده از مدل ترانسفورماتور توانایی تحلیل پاسخ فرکانسی به تشخیص خطا به¬خصوص خطای تغییر فضای¬بین¬دیسکی  مورد تحقیق قرار گرفته که نشان داده شده که پاسخ فرکانسی قابلیت خوبی در تشخیص آن دارد. هم¬چنین در مرجع [34] با استفاده از پارامتر scattering   و الگوریتم نزدیکترین همسایگی   به شناسایی خطای جابه¬جایی محوری پرداخته است.

    1-4- ساختار پایان¬نامه

    ساختار پایان¬نامه در ادامه بصورت روند کلی زیر خواهد بود.

    در فصل دوم بررسی عواملی که منجر به اجاد خطا در درون ترانسفورماتور می¬گردد، پرداخته خواهد شد و روش¬های شناسایی آن¬ها هم به بحث گذاشته خواهد شد.

    در فصل سوم به مدل¬سازی ترانسفورماتور پرداخته خواهد شد و از میان مدل¬ها مختلف، مدل متمرکز الکتریکی انتخاب خواهد شد و با ارائه فرمول¬های مناسب، مقادیر عناصر مداری مدل محاسبه خواهد شد.

    در فصل چهارم در ابتدا با استفاده از روابط مداری، مدار متناظر با مدل متمرکز ترانسفورماتور سه-فاز تحلیل خواهد شد و تابع تبدیل تست¬های پاسخ فرکانسی با پیکربندی¬های مختلف بدست خواهد آمد.

    در فصل پنجم به آنالیز خطا پرداخته و نمودار¬های پاسخ فرکانسی در حالت سالم و حالت خطادار بدست خواهد آمد. هم¬چنین در هر خطا تغییرات عناصر الکتریکی مدل متمرکز هم به بحث گذاشته خواهد شد.

    فصل ششم هم به عملیات طبقه¬بندی خطا در درون ترانسفوماتور می¬پردازد. با ارائه شاخص¬های آماری و سیگنالی مناسب، ویژگی¬های مناسب از پاسخ فرکانسی استخراج و به درخت تصمیم وارد می-شود. چندین درخت با ورودی¬ها و ساختار¬های مختلف ارائه شده و عملکرد درختان تصمیم پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می¬گیرد.

    در فصل هفتم نتیجه¬گیری کلی از تمام مراحل تحقیق ارائه خواهد شد و در انتها پیشنهادات و کارهای آتی برای این زمینه تحقیقاتی مطرح شده است

  • فهرست:

    1-           مقدمه. 1

    1-1-      مقدمه. 1

    1-2-      بیان مسئله. 2

    1-3-      مروری بر مقالات.. 3

    1-4-      ساختار پایاننامه. 6

    2-                 عوامل خرابی ترانسفورماتور و روشهای 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 اندازهگیریهای 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-         شبکههای 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

     

     

    منبع:

     

     

    [1]       A. Singh, "High frequency simulation of transformer windings for diagnostic tests," University of British Columbia, 2006.

    [2]       M. Wang, A. Vandermaar, and K. Srivastava, "Transformer winding movement monitoring in service-key factors affecting FRA measurements," Electrical Insulation Magazine, IEEE, vol. 20, pp. 5-12, 2004.

    [3]       P. Picher, J. Lapworth, T. Noonan, and J. Christian, "Mechanical Condition Assessment of Transformer Windings using Frequency Response Analysis," Cigre Report, vol. 342, 2008.

    [4]       S. Islam, "Detection of shorted turns and winding movements in large power transformers using frequency response analysis," in Power Engineering Society Winter Meeting, 2000. IEEE, 2000, pp. 2233-2238.

    [5]       E. Rahimpour, J. Christian, K. Feser, and H. Mohseni, "Transfer function method to diagnose axial displacement and radial deformation of transformer windings," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 18, pp. 493-505, 2003.

    [6]       V. Behjat, A. Vahedi, A. Setayeshmehr, H. Borsi, and E. Gockenbach, "Diagnosing shorted turns on the windings of power transformers based upon online FRA using capacitive and inductive couplings," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 26, pp. 2123-2133, 2011.

    [7]       V. Behjat, A. Vahedi, A. Setayeshmehr, H. Borsi, and E. Gockenbach, "Sweep frequency response analysis for diagnosis of low level short circuit faults on the windings of power transformers: An experimental study," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 42, pp. 78-90, 2012.

    [8]       E. Bjerkan, "High frequency modeling of power transformers: stresses and diagnostics," Norwegian University of Science and Technology, 2005.

    [9]       J. Jayasinghe, Z. Wang, P. Jarman, and A. Darwin, "Winding movement in power transformers: a comparison of FRA measurement connection methods," Dielectrics and Electrical Insulation, IEEE Transactions on, vol. 13, pp. 1342-1349, 2006.

    [10]     K. N. B. Abeywickrama, Y. V. Serdyuk, and S. M. Gubanski, "Exploring possibilities for characterization of power transformer insulation by frequency response analysis (FRA)," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 21, pp. 1375-1382, 2006.

    [11]     K. Abeywickrama, A. D. Podoltsev, Y. V. Serdyuk, and S. M. Gubanski, "Computation of parameters of power transformer windings for use in frequency response analysis," Magnetics, IEEE Transactions on, vol. 43, pp. 1983-1990, 2007.

    [12]     N. Abeywickrama, Y. V. Serdyuk, and S. M. Gubanski, "High-frequency modeling of power transformers for use in frequency response analysis (FRA)," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 23, pp. 2042-2049, 2008.

    [13]     N. Joshi, Y. Sood, R. Jarial, and R. Thapliyal, "Transformer Internal Winding Faults Diagnosis Methods: A Review."

    [14]     Y. Zhang, X. Ding, Y. Liu, and P. Griffin, "An artificial neural network approach to transformer fault diagnosis," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 11, pp. 1836-1841, 1996.

    [15]     J. Zhijian, L. Jingtao, and Z. Zishu, "Diagnosis of transformer winding deformation on the basis of artificial neural network," in Properties and Applications of Dielectric Materials, 2000. Proceedings of the 6th International Conference on, 2000, pp. 173-176.

    [16]     J. Zhao, R. Zheng, and J. Li, "Transformer fault diagnosis based on homotopy BP algorithm," in Electronic Measurement & Instruments, 2009. ICEMI'09. 9th International Conference on, 2009, pp. 4-622-4-626.

    [17]     K. Meng, Z. Y. Dong, D. H. Wang, and K. P. Wong, "A self-adaptive RBF neural network classifier for transformer fault analysis," Power Systems, IEEE Transactions on, vol. 25, pp. 1350-1360, 2010.

    [18]     S. Xin and S. Qing, "Fault Diagnosis For Power Network Based on Adaptive Wavelet Kernel Relevance Vector Machine Algorithm," Journal of Information and Computational Science, vol. 8, p. 13, 2011.

    [19]     S. ZHANG, F. KUANG, Y. WANG, and L. WANG, "A Novel SVM Model with PSO on Power Transformer Fault Diagnosis," Journal of Computational Information Systems, vol. 8, pp. 5973-5982, 2012.

    [20]     J.-W. Kim, B. Park, S. C. Jeong, S. W. Kim, and P. Park, "Fault diagnosis of a power transformer using an improved frequency-response analysis," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 20, pp. 169-178, 2005.

    [21]     D. Xu, C. Fu, and Y. Li, "Application of artificial neural network to the detection of the transformer winding deformation," 1999.

    [22]     A. Shintemirov, W. Tang, and Q. Wu, "Transformer winding condition assessment using frequency response analysis and evidential reasoning," Electric Power Applications, IET, vol. 4, pp. 198-212, 2010.

    [23]     M. Florkowski and J. Furgał, "Detection of transformer winding deformations based on the transfer function—measurements and simulations," Measurement Science and Technology, vol. 14, p. 1986, 2003.

    [24]     H. A. Nabwey, E. Rady, A. Kozae, and A. Ebady, "Fault Diagnosis of Power Transformer Based on Fuzzy Logic, Rough Set theory and Inclusion Degree Theory," A A, vol. 1, p. 6.

    [25]     S. A. Ryder, "Transformer diagnosis using frequency response analysis: results from fault simulations," in Power Engineering Society Summer Meeting, 2002 IEEE, 2002, pp. 399-404.

    [26]     A. Abu-Siada, N. Hashemnia, S. Islam, and M. A. Masoum, "Understanding power transformer frequency response analysis signatures," Electrical Insulation Magazine, IEEE, vol. 29, pp. 48-56, 2013.

    [27]     Z. Wang, J. Li, and D. M. Sofian, "Interpretation of transformer FRA responses—Part I: Influence of winding structure," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 24, pp. 703-710, 2009.

    [28]     D. M. Sofian, Z. Wang, and J. Li, "Interpretation of transformer FRA responses—Part II: Influence of transformer structure," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 25, pp. 2582-2589, 2010.

    [29]     M. Wang, A. J. Vandermaar, and K. Srivastava, "Improved detection of power transformer winding movement by extending the FRA high frequency range," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 20, pp. 1930-1938, 2005.

    [30]     A. S. Boroujeni, G. B. Gharehpetian, and M. Nazari, "A NEW APPROACH TO WINDING DISPLACEMENT DETECTION OF POWER TRANSFORMER USING FRA METHOD AND ELECTRICAL FORCES DISTRIBUTION."

    [31]     P. Vaessen and E. Hanique, "A new frequency response analysis method for power transformers," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 7, pp. 384-391, 1992.

    [32]     E. Rahimpour and S. Tenbohlen, "Experimental and theoretical investigation of disc space variation in real high-voltage windings using transfer function method," Electric Power Applications, IET, vol. 4, pp. 451-461, 2010.

    [33]     A. Contin, G. Rabach, J. Borghetto, M. Nigris, R. Passaglia, and G. Rizzi, "Frequency-response analysis of power transformers by means of fuzzy tools," Dielectrics and Electrical Insulation, IEEE Transactions on, vol. 18, pp. 900-909, 2011.

    [34]     M. Hejazi, G. Gharehpetian, G. Moradi, H. Alehosseini, and M. Mohammadi, "Online monitoring of transformer winding axial displacement and its extent using scattering parameters and k-nearest neighbour method," IET generation, transmission & distribution, vol. 5, pp. 824-832, 2011.

    [35]     S. V. Kulkarni and S. Khaparde, Transformer engineering: design and practice vol. 25: CRC Press, 2004.

    [36]     M. Babiy, R. Gokaraju, and J. C. Garcia, "Turn-to-turn fault detection in transformers using negative sequence currents," in Electrical Power and Energy Conference (EPEC), 2011 IEEE, 2011, pp. 158-163.

    [37]     R. Bhide, M. Srinivas, A. Banerjee, and R. Somakumar, "Analysis of winding inter-turn fault in transformer: A review and transformer models," in Sustainable Energy Technologies (ICSET), 2010 IEEE International Conference on, 2010, pp. 1-7.

    [38]     N. Hashemnia, A. Abu-Siada, M. A. Masoum, and S. M. Islam, "Characterization of transformer FRA signature under various winding faults," in Condition Monitoring and Diagnosis (CMD), 2012 International Conference on, 2012, pp. 446-449.

    [39]     P. H. Thomas, "Static Strains in High Tension Circuits and the Protection of Apparatus," American Institute of Electrical Engineers, Transactions of the, vol. 19, pp. 213-264, 1902.

    [40]     L. Blume and A. Boyajian, "Abnormal voltages within transformers," American Institute of Electrical Engineers, Transactions of the, vol. 38, pp. 577-620, 1919.

    [41]     P. Abetti, "Transformer models for the determination of transient voltages," Power Apparatus and Systems, Part III. Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, vol. 72, pp. 468-480, 1953.

    [42]     D. Wilcox, W. Hurley, and M. Conlon, "Calculation of self and mutual impedances between sections of transformer windings," in Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings C, 1989, pp. 308-314.

    [43]     D. Wilcox, W. Hurley, T. McHale, and M. Conlon, "Application of modified modal theory in the modelling of practical transformers," in Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings C, 1992, pp. 513-520.

    [44]     S. Hettiwatte, P. Crossley, Z. Wang, A. Darwin, and G. Edwards, "Simulation of a transformer winding for partial discharge propagation studies," in Power Engineering Society Winter Meeting, 2002. IEEE, 2002, pp. 1394-1399.

    [45]     C. Zhao, J. Ruan, Z. Du, S. Liu, Y. Yu, and Y. Zhang, "Calculation of parameters in transformer winding based on the model of multi-conductor transmission line," in Electrical Machines and Systems, 2008. ICEMS 2008. International Conference on, 2008, pp. 463-467.

    [46]     S. D. Mitchell, "Power transformer modelling to support the interpretation of frequency response analysis| NOVA. The University of Newcastle's Digital Repository," 2011.

    [47]     E. Bjerkan and H. Høidalen, "High frequency FEM-based power transformer modeling: investigation of internal stresses due to network-initiated overvoltages," Electric power systems research, vol. 77, pp. 1483-1489, 2007.

    [48]     K. N. B. Abeywickrama, T. Daszczynski, Y. V. Serdyuk, and S. M. Gubanski, "Determination of complex permeability of silicon steel for use in high-frequency modeling of power transformers," Magnetics, IEEE Transactions on, vol. 44, pp. 438-444, 2008.

    [49]     K. Wirgau, "Inductance calculation of an air-core disk winding," Power Apparatus and Systems, IEEE Transactions on, vol. 95, pp. 394-400, 1976.

    [50]     R. M. del Vecchio, Transformer design principles: with applications to core-form power transformers: CRC press, 2001.

    [51]     H. E. Abdelbagi, "SKIN AND PROXIMITY EFFECTS IN TWO PARALLEL PLATES," Wright State University, 2007.

    [52]     S. D. Mitchell and J. S. Welsh, "Modeling power transformers to support the interpretation of frequency-response analysis," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 26, pp. 2705-2717, 2011.

    [53]     S. Yang, M. Dong, G. Zhang, and Z. Zhang, "Application of dielectric response for oil-immersed transformer," in Properties and Applications of Dielectric Materials, 2009. ICPADM 2009. IEEE 9th International Conference on the, 2009, pp. 370-373.

    [54]     M. Bagheri, M. Vakilian, A. Hekmati, and R. Heidarzadeh, "Influence of electrostatic shielding of disc winding on increasing the series capacitance in transformer," in Power Tech, 2007 IEEE Lausanne, 2007, pp. 1780-1784.

    [55]     R. A. Rohrer, Circuit theory: an introduction to the state variable approach: McGraw-Hill, 1969.

    [56]     A. Abu-Siada and S. Islam, "A novel online technique to detect power transformer winding faults," Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 27, pp. 849-857, 2012.

    [57]     J. Secue and E. Mombello, "Sweep frequency response analysis (SFRA) for the assessment of winding displacements and deformation in power transformers," Electric Power Systems Research, vol. 78, pp. 1119-1128, 2008


موضوع پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , نمونه پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , جستجوی پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , فایل Word پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , دانلود پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , فایل PDF پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , تحقیق در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , مقاله در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , پروژه در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , پروپوزال در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , تز دکترا در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , مقالات دانشجویی درباره پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , پروژه درباره پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , گزارش سمینار در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور , رساله دکترا در مورد پایان نامه تشخیص و طبقه بندی عیوب داخلی ترانسفورماتور های قدرت با استفاده از درخت تصمیم مبتنی بر شبیه سازی مدل الکتریکی ترانسفورماتور

پایان ‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته برق گرایش قدرت چکیده خطوط انتقالی که توسط رله‌های دیستانس حفاظت می‌شوند، دارای محدودیت‌هایی در حضور جبران‌سازی سری هستند. هنگامی‌که حلقه‌ی خطا شامل خازن سری است، امپدانس دیده شده به وسیله‌ی رله‌ی دیستانس، کاهش می‌یابد. سطح جبران‌سازی در هر لحظه، به تعداد خازن‌های متصل در آن زمان بستگی دارد. بنابراین برای عملکرد صحیح رله‌ی ...

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی‌‌ارشد در رشته مهندسی برق گرایش قدرت چکیده محدودیت منابع سوختی فسیلی و احتمال اتمام ذخایر انرژی فسیلی، گرمایش زمین، آلودگی‌های زیست محیطی، بی‌ثباتی قیمت و همچنین نیاز روز افزون مراکز صنعتی و شهری به انرژی، مجامع بین الملل را به فکر جایگزین‌های مناسب انداخته است. انرژی هسته‌ای، خورشیدی، زمین گرمایی، بادی و امواج اقیانوسی از این قبیل می‌باشند. ...

چکیده وظیفه اصلی سیستم تحریک ژنراتور سنکرون تامین ولتاژ لازم برای سیم پیچی تحریک ژنراتور است. ولتاژ تحریک یک ولتاز dc بوده و به منظور ایجاد شار در سیم پیچی تحریک ژنراتور و به تبع آن تولید میدان مغناطیسی برای تولید انرژی الکتریکی توسط ژنراتور سنکرون استفاده می­شود. در سیستم تحریک ارائه شده ولتاژ dc خروجی یکسوساز به عنوان ورودی مرجع سیستم تحریک با سیگنال ولتاژ خروجی ژنراتور سنکرون ...

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد چکیده: پیش بینی بار کوتاه مدت، به صورت پیش بینی بار یک ساعت تا چند روز آینده تاثیر به سزایی بر امر بهره برداری سیستم های قدرت دارد. زیرا بسیاری از تدابیر مدیریت انرژی از قبیل تنظیم برنامه مقرون به صرفه جهت استفاده از نیروگاه های موجود، برنامه ریزی خرید سوخت مورد نیاز نیروگاه ها، ورود و خروج واحدها، توسعه خطوط انتقال و ترانس شبکه فوق توزیع و همچنین ...

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد چکیده: پیش بینی بار کوتاه مدت، به صورت پیش بینی بار یک ساعت تا چند روز آینده تاثیر به سزایی بر امر بهره برداری سیستم های قدرت دارد. زیرا بسیاری از تدابیر مدیریت انرژی از قبیل تنظیم برنامه مقرون به صرفه جهت استفاده از نیروگاه های موجود، برنامه ریزی خرید سوخت مورد نیاز نیروگاه ها، ورود و خروج واحدها، توسعه خطوط انتقال و ترانس شبکه فوق توزیع و همچنین ...

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته برق گرایش سیستم های قدرت چکیده : در این پروژه پایان نامه، رهیافت تحلیلی جدیدی برای برنامه­ریزی تولید انرژی الکتریکی و تعیین مقدار و مکان نگهداری ذخیره چرخان متناظر با سطح ریسک نقاط بار مشترکین بوسیله آنالیز سود/هزینه در برنامه بهینه سازی ورود و خروج اشتراکی واحدهای نیروگاهی که علاوه بر واحدهای حرارتی در بخش تولید واحدهای برق آبی ...

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق- کنترل چکیده ارزیابی پایداری گذرای سیستم های قدرت با استفاده از داده های واحدهای اندازه گیری فازور ارزیابی سریع امنیت در شبکه های قدرت در شرایط اضطراری و بروز خطاهای مختلف، امری حیاتی برای جلوگیری از فروپاشی و ایجاد قطعی های سراسری می باشد. لذا، ارزیابی به هنگام امنیت در شبکه قدرت می تواند کنترل پیشگیرانه و موثری درجهت کارکرد مطمئن و ...

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد " M.sc " رشته : برق گرایش : الکترونیک قدرت چکیده پایداری ولتاژ به توانایی سیستم قدرت در حفظ ولتاژ های قابل قبول در کلیه باس های سیستم تحت وضعیت عادی و بعد از وارد شدن اغتشاش، مربوط می باشد. سیستم هنگامی وارد حالت ناپایداری می شود که بروز اغتشاش، افزایش در بار مورد نیاز یا تغییر در موقعیت سیستم موجب کاهش فزاینده و غیر قابل کنترل ولتاژ ...

پایان نامه کارشناسی ارشد ناپیوسته رشته برق قدرت چکیده: در شبکه­های الکتریکی، هزینه­های ناشی از تلفات سیستم و عیوب ناشی از انحراف ولتاژ از حدود مجاز از بزرگترین معضلاتی هستند که گریبان­گیر تولید، انتقال و توزیع نیرو می­باشد. از این رو کاهش هزینه­های برنامه­ریزی و بهره­برداری سیستم­های قدرت، و در عین حال، رعایت حدود و قیود آن از اهداف اصلی طراحان سیستم­های قدرت بوده است. استفاده ...

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته برق گرایش قدرت چکیده سیستم‌های انتقال قدرت انعطاف پذیر که به جبران سازهای FACTS[1] معروف می‌باشند به عنوان ابزاری مدرن می باشند که برای تقویت کنترل پذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکه‌های قدرت بر پایه مبدلهای الکترونیک قدرت در طول دهه گذشته در سیستم های قدرت بکار رفته اند. در واقع سیستم‌های FACTS قادر هستند که پارامترها و مشخصه‌های خطوط ...

ثبت سفارش