دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور
دانشگاه شهید بهشتی
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
محی الدین گنجیان ابوخیلی
اساتید راهنما:
حمید جوادی
فرهاد حق جو
پاییز ۹۲
تقدیم به
اسطوره­های زندگیانیم، پناه خستگی­­هایم و امید­های بودنم
پدر و مادر عزیزم

تشکر و قدردانی

تقدیر و تشکر
از راهنمایی­های ارزنده اساتید ارجمند آقایان دکتر جوادی و دکتر حق­جو که در تمام مراحل این تحقیق از هیچ تلاشی فروگذار نکرده ­اند شایسته قدردانی و امتنان بی شائبه می­باشند.
هم­چنین از خانواده و از دوستان که در این مدت از حمایت بی دریغ خود فرونگذاردند، تشکر والا داشته باشم.
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
مقدمه ۱
۱-۱- مقدمه ۱
۱-۲- بیان مسئله ۲
۱-۳- مروری بر مقالات ۳
۱-۴- ساختار پایان نامه ۶
۲- عوامل خرابی ترانسفورماتور و روش های تشخیص آنها ۸
۲-۱- عوامل خرابی ترانسفورماتور ۸
۲-۱-۱- عوامل خرابی از نگاه سیستمی ۸
۲-۱-۲- عوامل خرابی از نگاه مکان خطا ۹
۲-۲- اجزای ترانسفورماتور و نقش آنها در بروز خطا ۱۰
۲-۲-۱- خطاهای مربوط به تانک ۱۱
۲-۲-۲- خطاهای مربوط به هسته ۱۱
۲-۲-۳- خرابی تپچنجر زیر بار ۱۲
۲-۲-۴- خرابی بوشینگ ۱۲
۲-۲-۵- خرابیهای سیمپیچ ۱۲
۳- مدلسازی ترانسفورماتور ۱۷
۳-۱- تاریخچه مدلسازی ترانسفورماتور ۱۷
۳-۲- کاربرد مدلهای ترانسفورماتور ۱۸
۳-۲-۱- تحلیل گذرای سیمپیچ ۱۸
۳-۲-۲- تحلیل گذرای سیستم ۱۸
۳-۲-۳- مکانیابی تخلیه جزیی ۱۸
۳-۲-۴- تحلیل پاسخ فرکانسی ۱۹
۳-۳- انواع مدلهای ترانسفورماتور ۱۹
۳-۳-۱- مدل خط انتقال ۲۰
۳-۳-۲- مدل اندوکتانس نشتی ۲۰
۳-۳-۳- مدل مبتنی بر اصل دوگان ۲۰
۳-۳-۴- مدل میدان الکترومغناطیسی ۲۱