چکیده
در این مقاله، ابتدا خطاهای مکانیکی داخلی سیم پیچ ترانسفورماتورها از جمله تغییرشکل مکانیکی در راستای شعاعی و جابه-جایی مکانیکی در راستای محوری سیم پیچ در آزمایشگاه FACTSLAB دانشگاه صنعتی امیرکبیر و بر روی یک نمونه سیم پیچ واقعی مدل سازی می گردد. سپس، پارامترهای مدل مشروح در هنگام خطاهای مکانیکی توسط نرم افزار متلب استخراج و به محیط نرم افزار EMTP منتقل می گردد. در مرحله بعد، جریان های دیفرانسیل نمونه برداری شده در هنگام عیوب مکانیکی سیم پیچ با درجات مختلف در نرم افزار EMTP استخراج و جهت آنالیز و کلاسه بندی مجدداً به نرم افزار متلب انتقال می یابد. درنهایت، از روش کلاسه بندی بیزین به منظور تبدیل اطلاعات گرافیکی سیگنال های خروجی (جریان های دیفرانسیل نمونه برداری شده) به فرم عددی جهت تمایز رویدادهای مختلف استفاده می شود.
مقدمه
ترانسفورماتورها یکی از تجهیزات گران قیمت صنعت برق محسوب می شوند که معیوب شدن آن وقفه های طولانی مدتی را به دنبال خواهد داشت و ترمیم و رفع عیب آن نیز هزینه بالایی را می طلبد. به دلیل اهمیت ترانسفورماتورها در سیستم های قدرت، جهت حفاظت این تجهیز ارزشمند و حیاتی، حفاظت های مکانیکی و الکتریکی متنوعی پیش بینی شده است تا این تجهیز را از صدمات ناشی از خطاهای بیرونی و داخلی محافظت نماید. گرچه در خطاهای مکانیکی محدود، بخشی از عایق تخریب می شود، ولی به دلیل اثر اندک آن در تولید گاز، امکان شناسایی آن توسط روش های متداول تشخیص عیوب نظیر آنالیز گازهای محلول در روغن نیز میسر نخواهد شد. در سال های اخیر، رله های حفاظتی الکتریکی از دیدگاه تکنولوژی ساخت، الگوریتم ها و روش های ریاضیاتی پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته اند. اما رله های حفاظتی با وجود تمام پیشرفت های صورت گرفته و روند توسعه فناوری همچنان در شناسایی خطاهای مکانیکی داخلی ترانسفورماتورها کم توانند.[۱و۲]
در[۳]، به تشخیص عیوب جابه جایی محوریAD)۱) و تغییر شکل شعاعیRD)۲)سیم پیچ ترانسفورماتورها با استفاده از امواج الکترومغناطیسی پرداخته شده است که تشخیص عیب در را در کوتاه ترین زمان تشخیص و نوع و محل خطا را نیز تشخیص میدهد. در[۴]، از روش تطبیق برداری۳ (VF)، جهت تفکیک خطاهای مکانیکی سیم پیچ ترانسفورماتورها با دقت بالایی استفاده شده است، اما این روش فاقد دقت مورد نیاز برای تشخیص شدت جابه جایی یا مکان تغییر شکل شعاعی است. در [۵]، از روش تطبیق برداری و شبکه عصبی احتمالاتیPNN)۴)به صورت ترکیبی جهت تشخیص نوع خطاهایی شامل خطاهای تغییر شکل شعاعی، جابه جایی محوری، اتصال کوتاه دیسک به دیسک و تغییر فاصله دیسک ها استفاده شده است. در[۶]، استفاده از روش های هوشمند و تحلیلی به طور همزمان جهت تشخیص خطا از روی تفکیک و طبقه بندی نمودن اطلاعات استخراج شده از سیگنال های ولتاژ و جریان مورد توجه قرار گرفته است. در سال های اخیر، از روش های هوشمند مختلفی جهت تشخیص و طبقه بندی انواع خطاها از جمله روشهای درخت تصمیمگیری [۷] ۵(DT)، شبکه عصبی مصنوعی ۶(ANN)، ماشین بردار پشتیبان [۹]۷(SVM)، طبقه بندی کننده بیزین[۱۰] ۸ (BC ) و جهت استخراج بردار ویژگی ها از تبدیلات هوشمند مانند تبدیل ویولت گسسته حداکثر هم پوشانی۹(MODWT ) ، تبدیل[۱۵-۱۳]S، تبدیل زمان-زمان[۱۶]، تبدیل چیرپلت[۱۷] ۱۰و غیره که دارای قابلیت یادگیری و تعمیم پذیری خوبی هستند، استفاده شده است. نکته ای که باید به آن اشاره نمود این است که در اکثر تحقیقات صورت گرفته، جریان دیفرانسیل نمونه برداری شده از ترانسفورماتور در نمونه های مختلف خطا مورد تحلیل و بررسی قرار نگرفته اند.
لذا در این مقاله، به بررسی خطاهای مکانیکی سیم پیچ ترانسفورماتورهای قدرت و جریان های دیفرانسیل نمونه برداری شده از ترانسفورماتور مورد مطالعه در هنگام بروز این نوع خطاها پرداخته شده است. در نهایت، جهت شناسایی و کلاسه بندی عیوب مکانیکی سیم پیچ و حفاظت مطمئن تر ترانسفورماتور، از روش طبقه بندی کننده بیزین استفاده شده است.
نویسندگان : سجاد باقری ، زهرا مروج ، گئورک قره پتیان
