تبدیل آن به شاخص اقتصادی با بهره گرفتن از مفهوم انرژی انتظاری تأمین نشده؛ 2) محاسبه مجموع تلفات بی‌باری و مسی ترانسفورماتور بر اساس اطلاعات بارگذاری و تبدیل آن به شاخص اقتصادی؛ 3) تعیین یک نقطه بار بحرانی برای پست و تعیین محدوده‌‌ی اقتصادی بهره‌برداری بر اساس مراحل 1 و 2. 4) بررسی اثر روش جدید بهره‌برداری بر عمر متوسط ترانسفورماتور. 5) محاسبه قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش با بهره گرفتن از مدل حرارتی و رابطهٔ تسریع فرسودگی و استفاده از تابع توزیع نرمال. به منظور مطالعه موردی، شبیه‌سازی‌های لازم بر اساس اطلاعات واقعی یکی از پست‌های 63/230 کیلوولت شبکه برق ایران انجام گردیده است. نتایج مطالعه موردی حاکی از کارایی روش پیشنهادی جدید می‌باشد. بطوریکه باعث صرفه‌جویی اقتصادی، افزایش چشمگیر عمر متوسط ترانسفورماتورها و افزایش فرصت تعمیرات پیشگیرانه خواهد شد. همچنین از شبیه‌سازی‌های انجام شده در این پایان‌نامه می‌توان برای پایش قابلیت اطمینان و عمر باقیمانده ترانسفورماتور به صورت بر خط (On-line) استفاده نمود.
واژه‌های کلیدی:
ترانسفورماتورهای قدرت، بهره‌برداری بهینه، مفاهیم قابلیت اطمینان، انرژی انتظاری تأمین نشده، تلفات توان ترانسفورماتور، خروج عمدی، فرسایش ترانسفورماتور

فهرست مطالب
عنوان
صفحه
فصل اول:
مقدمه
1
1-1- پیشگفتار
2
1-2- هدف تحقیق
3
فصل دوم:
مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه بهره‌برداری از ترانسفورمرهای قدرت
5
2-1- مقدمه
6
2-2- پیشینه‌ی تحقیق
7
2-3- جمع بندی .
11
فصل سوم:
تشریح مدل پیشنهادی بهره برداری از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر قابلیت اطمینان
12
3-1- مقدمه .
13
3-2- قابلیت اطمینان دوره نرمال .
13
3-3- مدلسازی قابلیت اطمینان ترانسفورمر
14
3-3-1- مدل قابلیت اطمینان زیر سیستم 1
14
3-3-2- مدل قابلیت اطمینان زیر سیستم 2
17
3-3-3- مدل قابلیت اطمینان زیر سیستم 3
18
3-3-4- مدل قابلیت اطمینان ترانسسفورمر با خنک کننده روغن طبیعی- هوا اجباری .
23
3-4- قابلیت اطمینان در دوره فرسایش .
26
3-4-1-اثر بارگذاری حرارتی
27
فهرست مطالب
عنوان
صفحه
3-4-2-هسته و سیم پیچ
27
3-4-3-عایق
228
3-4-4-تلفات توان در ترانسفورمرها .
28
3-4-5- اثرات انتقال حرارت .
29
3-4-6-دماها و استاندارد های IEEE
31
3-4-7- بار گذاری ترانسفورمر های بیش از توان نامی .
32
3-4-8-فرسایش عایقی
32
3-4-9-دمای نقطه داغ ترانسفورمر
36
3-5- روش جدید پیشنهادی .
41
3-5-1- مدل مارکوف سیستم دو ترانسفورمر موازی همزمان تحت بهره برداری-روش متداول بهره برداری از پست با دو ترانسفورمر موازی .
42
3-5-2-مدل مارکوف سیستم در دوره عمر مفید برای یک سیستم دو ترانسفورمری با یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری به کار – روش جدید بهره برداری از پست با دو ترانسفورمر موازی .
43
3-5-3- احتمال استقرار در حالت های مختلف فضای حالت مارکوف بر حسب زمان
45
3-5-4- محاسبات اقتصادی جهت تصمیم گیری زمان اعمال روش جدید بهره برداری
47
3-5-5- قابلیت اطمینان ترانسفورمر
51
3-5-6- دمای محیط
61
3-5-7- تاثیر جریان هجومی بر عمر ترانسفورمر .
63
3-6- جمع‌بندی
64
فصل چهارم:
شبیه‌سازی و تحلیل نتایج
65
4-1- مقدمه .
66
4-2- مدل سازی ترانسفورمرها .
66
فهرست مطالب
عنوان
صفحه
4-3- داده های بارگذاری ترانسفورمر .
67
4-4- داده های دمای محیط
68
4-5- داده های جریان هجومی ترانسفورمر
69
4-6- نتایج شبیه سازی .
70
4-6-1- محاسبات اقتصادی جهت تصمیم گیری اعمال روش جدید بهره برداری .
71
4-6-2- دوره فرسایش و اثر بارگذاری
79
4-6-3- بررسی اثر جریان هجومی بر دمای نقطه‌ی داغ و ضریب تسریع فرسودگی در روش بهره‌برداری جدید
93
4-6-4- مقایسه‌ی عددی روش بهره‌برداری جدید و متداول
95
4-7- جمع‌بندی
96
فصل پنجم:
جمع‌بندی، نتیجه گیری و پیشنهادات
98
5-1- مقدمه .
99
5-2- نتیجه گیری
99
5-3- پیشنهادات .
100
منابع و مآخذ
102







فهرست جداول
عنوان
صفحه
جدول 3-1- انواع سیستم های خنک کنندگی ترانسفورمر .
30
جدول 3-2- ضریب تسریع فرسودگی .
35
جدول 3-3- توان های استفاده شده در روابط تعیین دما
41
جدول 4-1- مشخصات ترانسفورمر .
67
جدول 4-2- خلاصه نتایج روش‌های مختلف بهره‌برداری
96

















فهرست شکل‌ها
عنوان
صفحه
شکل 3-1- مدل فضای حالت مارکوف سیم پیچ
14
شکل 3-2- مدل فضای حالت مارکوف هسته، تانک و روغن
15
شکل 3-3- مدل فضای حالت مارکوف کامل زیر سیستم 1 .
16
شکل 3-4- مدل فضای حالت مارکوف معادل زیر سیستم 1
16
شکل 3-5- مدل فضای حالت مارکوف زیر سیستم 2 .
17
شکل3-6- مدل کامل فضای حالت مارکوف دو گروه فن با زیر گروه .
19
شکل 3-7- مدل پنج حالته دو گروه فن با دو زیر گروه .
19
شکل 3-8- مدل فضای حالت مارکوف سایر اجزای سیستم خنک کننده .
21
شکل 3-9- مدل کامل فضای حالت مارکوف سیستم خنک کننده
22
شکل 3-10- مدل معادل سیستم خنک کننده (6 حالته)
23
شکل 3-11- مدل سه حالته معادل زیر سیستم های 1و2 .
23
شکل 3-12- مدل کامل فضای حالت مارکوف و ترانسفورمر .
24
شکل 3-13- مدل معادل فضای حالت مارکوف 11 حالته ترانسفورمر .
25
شکل 3-14- فضای حالت نهایی مارکوف دو حالته برای یک ترانسفورمر
25
شکل 3-15-هسته ترانسفورمر سه فاز
27
شکل3-16-انواع سیستم های خنک کنندگی .
30
شکل3-17- عمر عایقی ترانسفورمر
33
شکل 3-18- ضریب تسریع فرسودگی
34
شکل 3-19- فضای حالت ساده نشده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی همزمان در حالت کار
42
شکل 3-20- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی با نرخ های برابر همزمان در حالت کار
43
شکل 3-21- فضای حالت ساده نشده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی مشابه در روش جدید
43
شکل 3-22- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر مشابه در روش جدید .
44
شکل 3-23- منحنی وان حمام
51
فهرست شکل‌ها
عنوان
صفحه
شکل3-24- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی برای بدست آوردن قابلیت اطمینان .
52
شکل 3-25- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر مشابه در سناریو جدید برای بدست آوردن قابلیت اطمینان
52
شکل3-26- تابع چگالی احتمال نرمال
55
شکل 3-27- مدل سیستم با دو عضو موازی یا یک عضو آماده به کار .
57
شکل 3-28- تغییرات (t)R با افزایش عمر.
58
شکل 3-29- توزیع نرمال عمر ترانسفورمر.
59
شکل 3-30- نسبت دما، پارامتری برای بدست آوردن دمای ساعتی .
62
شکل 4-1- نمودار بارگذاری ترانسفورمر نمونه در یک سال .
67
شکل 4-2- دمای بیشینه و کمینه روزانه‌ی سال پایه
68
شکل 4-3- دمای ساعتی سال پایه
69
شکل4-4- دسترس‌پذیری سیستم یک و دو ترانسفورمری
70
شکل 4-5- انرژی انتظاری تامین نشده در بارگذاری سبک – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و
هر دو در حال کار .
71
شکل4-6- مجموع تلفات ترانسفورمرها در بارگذاری سبک – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار
72
شکل 4-7- مجموع هزینه انرژی انتظاری تامین نشده و تلفات در بارگذاری سبک – یک ترانسفورمر در حال کار و
دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار
73
شکل 4-8- هزینه‌ی بهره برداری در بارگذاری سبک – روش بهره‌برداری جدید
74
شکل 4-9- میزان بار پست در هر بار تغییر روش بهره‌برداری- بار گذاری سبک
75
شکل 4-10- انرژی انتظاری تامین نشده در بارگذاری سنگین – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگریآماده به کار و
هر دو در حال کار .
76
شکل 4-11- مجموع تلفات ترانسفورمرها در بارگذاری سنگین – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار
77
شکل 4-12- مجموع هزینه انرژی انتظاری تامین نشده و تلفات در بارگذاری سنگین – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار
77
فهرست شکل‌ها
عنوان
صفحه
شکل 4-13- هزینه‌ی بهره برداری در بارگذاری سنگین – روش بهره‌برداری جدید .
78
شکل 4-14- میزان بار پست در هر بار تغییر روش بهره‌برداری- بار گذاری سنگین .
79
شکل 4-15- منحنی عمر باقیمانده بدون در نظر گرفتن اثر بارگذاری
80
شکل4-16- قابلیت اطمینان بدون در نظر گرفتن اثر بارگذاری در دوره فرسایش .
81
شکل4-17- قابلیت اطمینان ترانسفورمر در دوره عمر نرمال
81
شکل 4-18- قابلیت اطیمنان ترانسفورمر بدون در نظر گرفتن اثر بارگذاری
82
شکل 4-19- منحنی عمر باقیمانده ترانسفورمر ها با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک- روش بهره برداری متداول .
83
شکل 4-20- قابلیت اطمینان دوره فرسایش با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش متداول بهره‌برداری.
84
شکل 4-21- قابلیت کل سیستم با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش متداول بهره‌برداری
84