چکیده
در حال حاضر سیستم های پایش مختلف در ترانسفورماتورهای قدرت وجود دارند. امروزه حسگرهایی با استفاده از پیزوالکتریک جهت شناسایی و مکان یابی تخلیه جزیی کاربردی شده است.در این مقاله به انواع مختلف حسگر فیبر نوری در دریافت سیگنال های صوتی تخلیه جزیی پر داخته شده است. حسگرهای ماخ زندر، فابری پرو و ساگناک ساختارهایی هستند که تحقیقات زیادی در این زمینه در مورد آنها انجام می شود. با توجه به ضعیف بودن سیگنال های صوتی معمولا نیاز به تقویت دارند. تقویت سیگنال در سه مرحله صوتی ، نوری و الکتریکی قابل پیاده سازی است. حسگر فابری پرو به جهت ساخت و جایگذاری مناسب تر آن در ترانسفورماتور نسبت به حسگرهای دیگر فیبر نوری، جهت شبیه سازی و بررسی انتخاب شده است.
مقدمه
از کار افتادن ترانسفورماتورها، شبکه های برق را با ریسک بزرگی مواجه می کند. علاوه بر این در سال های اخیر با مطرح شدن مفاهیم جدیدی نظیر شبکه های هوشمند و تجدید ساختار یافته، تداوم انتقال انرژی، اهمیت دوچندان یافته است.
نظارت بر عملکرد قسمت های مختلف تجهیزات و شرایط لحظه ای اجزا مختلف به منظور تشخیص به موقع عوامل موثر در ایجاد خطا و در نتیجه جلوگیری از به وجود آمدن عیب را پایش می گویند. در حال حاضر سیستم های پایش مختلف در ترانسفورماتورهای قدرت وجود دارند.[۱]
یکی از مواردی که ترانسفورماتور را دچار خطر می کند تخلیه جزیی است. عوارض ناشی از تخلیه جزیی عبارتند از: تشعشعات نورانی، امواج صوتی ، فرآیند شیمیایی ، افزایش ناگهانی tgd و پالس های الکتریکی.با بررسی و اندازه گیری هر یک از عوارض مذکور می توان به شدت و میزان تخلیه جزیی پی برد.
به دلیل مزیت های ذاتی که در حسگرهای فیبر نوری برای شناسایی عوامل مختلفی از جمله: پارامترهای فیزیکی و شیمیایی ، اندازه کوچک ، قابلیت انتقال نور ، حساسیت بالا، پاسخ فرکانسی وسیع و مصونیت از نویز EMI وجود دارد استفاده از این حسگرها به مراتب بهتر است.
با توجه به افزایش کارایی این حسگرها در پایش ترانسفورماتور انواع مختلف آن ارایه شده است.کارایی آن سبب شده است که در ایران نیز جهت کاربردی ساز ی این روش اقدام شود.ساختارهای مختلف این حسگر ها در شناسایی و مکان یابی تخلیه جزیی مورد بررسی قرار گرفته است حسگرهای فابری پرو به دلیل ساختار ، قرارگیری در داخل ترانسفورماتور آسانتر بوده و به دلیل ابعاد کوچکتر آنها نسبت به حسگرهای دیگر نسبت به پارمترهایی غیر از آکوستیک حساسیت کمتری از خود نشان می دهند. همچنین با جایگذاری این نوع حسگرها در نقاط مختلف ترانسفورماتور امکان مکان یابی تخلیه جزیی دقیق تر می باشد. این دقت بر اساس قرارگیری حسگر در داخل ترانسفورماتور، عدم نویزپذیری نسبت به نویزهای موجود در ترانسفورماتور، افزایش تعداد حسگر و کاهش وابستگی محاسبات مکان یابی ناشی از انعکاس امواج آکوستیک می باشد.
در این مقاله پس از مقدمه خصوصیات روش صوتی نشان داده شده است. در بخش ۳ به روابط فشار بر روی فیبر نوری اشاره شده و در بخش های بعد به انواع ساختار حسگر فیبر نوری و تقویت سیگنال های مرتبط با آن پرداخته شده است. در انتها نیز شبیه سازی های مربوط به ساخار فابری پرو که نشان دهنده خصوصیات این حسگر بوده، نشا ن داده شده است . در بخش آخر نیز جمع بندی مطرح شده است.
نویسندگان : محسن قراط ، مهدی غفاری ، اعظم لایقی ، گئورگ قره پتیان ، حمید لطیفی
