تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
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
1-        مقدمه 1
1-1- مقدمه 1
1-2- بیان مسئله 2
1-3- مروری بر مقالات 3
1-4- ساختار پایان نامه 6
2-               عوامل خرابی ترانسفورماتور و روش های 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-   شبکه های 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
 
فهرست علایم و نشانه‌ها
عنوان                                 علامت اختصاری
شار ماکزیمم
ولتاژ اعمالی به سیم­پیچ
فرکانس
تعداد دورهای سیم­پیچ فشار قوی
تعداد دورهای سیم­پیچ فشارضعیف
نیروی الکترومغناطیسی
طول مسیر مغناطیسی
جریان سیم­پیچ
چگالی شار
مقاومت سری فشارقوی
مقاومت سری فشارضعیف
اندوکتانس مرکب سری فشارقوی
اندوکتانس مرکب سری فشارقوی
ظرفیت خازنی سری سیم­پیچ فشارقوی
ظرفیت خازنی سری سیم­پیچ فشارضعیف
ظرفیت خازنی موازی سیم­پیچ فشارقوی با زمین
ظرفیت خازنی موازی سیم­پیچ فشارضعیف با زمین
ظرفیت خازنی بین سیم­پیچ­های فشارقوی X , Y
ظرفیت خازنی بین سیم­پیچ­های فشارقویY , Z
رلوکتانس مدارمغناطیسی
سطح مقطع متوسط هسته
ضریب نفوذپذیری مغناطیسی هسته
اندوکتانس فاز X
رلوکتانس بخش مغناطیسی
بخش مغناطیسی اندوکتانس فاز X
طول مسیر مغناطیسی ستون هسته
طول مسیر مغناطیسی یوغ هسته
اندوکتانس نشتی کلی فاز X
اندوکتانس کل(مغناطیسی و نشتی) فاز X
ضریب پراکندگی
ثابت نسبت مقیاس
نفوذپذیری مختلط مغناطیسی
نفوذپذیری مغناطیسی نسبی
ثابت انتشار
ضخامت ورقه هسته
بخش حقیقی نفوذپذیری
بخش حقیقی نفوذپذیری
امپدانس سیم­پیچ با هسته هوایی
مقاومت سیم­پیچ با هسته هوایی
اندوکتانس با هسته هوایی
رلوکتانس کویل فاز X
رلوکتانس پنجره هسته
 
رلوکتانس مغناطیسی بخش پنجره هسته
شعاع سیم­پیچ i ام
اتفاع بین دو سیم­پیچ
مقاومت پوستی
مقاومت مستقیم
مقاومت مجاورت
رسانایی
عمق نفوذ
ضریب گذردهی الکتریکی خلا
ضریب گذردهی نسبی الکتریکی محیط
ارتفاع تغییر یافته سیم­پیچ
شعاع داخلی سیم­پیچ
شعاع خارجی سیم­پیچ
ضریب گذردهی الکتریکی مختلط
تعداد طبقات مدل الکتریکی متمرکز
ظرفیت خازنی بین دورهای یک دیسک
ظرفیت خازنی بین دورهای یک دیسک
ضخامت هادی در هر دیسک
تعداد دورهای یک دیسک
تعداد دیسک­های ادغام شده
مقاومت سری در مدل متمرکز
مقاومت سری تبدیل شده
کنداکتانس موازی در مدل متمرکز
آنتروپی
آنتروپی نرمالیزه شده
انرژی
انرژی نرمالیزه شده
مرکز ثقل بیضی
 
 
 
 
فهرست جدول‌ها
عنوان                                         صفحه
جدول ‏3‑1: ماتریس اندوکتانس ترانسفورماتور سه فاز 25
جدول ‏3‑2: مقادیر گذردهی الکتریکی مواد در 2محیط روغنی و بیروغن[8] 33
جدول ‏6‑1: مقادیر نرمالیزه شده ویژگی های مورد استفاده – یک حالت برای هر خطا 78
جدول ‏6‑3: مقایسه شش درخت تصمیم 86
 
فهرست شکل‌‌ها
عنوان                                         صفحه
شکل ‏2‑1: میزان تاثیر اجزای ترانسفورماتور در رخداد خطا]2[ 11
شکل ‏2‑2: شماتیک ترانسفورماتور سه ستونه با اتصال حلقه[37]   13
شکل ‏2‑3: توزیع شار نشتی و نیروهای شعاعی و محوری ایجاد شده توسط آن 14
شکل ‏2‑4: برش از بالا- نیروی وارده بر استوانه سیم پیچ 14
شکل ‏2‑5: تغییر شکل-سمت راست: Free- سمت چپ: Force. 15
شکل ‏2‑6: جابه جایی محوری سیم پیچ ها نسبت به هم 15
شکل ‏2‑7: تغییر فضای بین دو دیسک متوالی 16
شکل ‏3‑1: اولین مدل ترانسفورماتور[40] 17
شکل ‏3‑2: مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور برای فاز X[46] 22
شکل ‏3‑3: مدار مغناطیسی معادل ترانسفورماتور سه فاز 24
شکل ‏3‑4: وابستگی مقادیر حقیقی و موهومی نفوذپذیری مغناطیسی به فرکانس 26
شکل ‏3‑5: توزیع چگالی شار مغناطیسی در پنجره هسته(از سمت فشارضعیف به طرف فشارقوی)[35] 28
شکل ‏3‑6: بخشهای iام و jام سیمپیچ 28
شکل ‏3‑7: مقاومت کل متغیر با فرکانس سیمپیچ فشارقوی 30
شکل ‏3‑8: برش از بالا- نحوه قرارگیری سیم پیچ ها و تانک ترانسفورماتور 30
شکل ‏3‑9: خازن استوانهای 31
شکل ‏3‑10: سیستم عایقی بین سیم پیچ فشارقوی و فشارضعیف 32
شکل ‏3‑11: مدل ساده شده سیستم عایقی 32
شکل ‏3‑12: برش بالای استوانه های موازی 33
شکل ‏3‑13: هادی استوانه ای در برابر صفحه زمین شده 34
شکل ‏3‑14: ظرفیت های خازنی دوربه دور و دیسک به دیسک در سیم پیچی دیسکی[46] 35
شکل ‏3‑15: یک جفت دیسک سیم پیچ فشارقوی[46] 36
شکل ‏3‑16: سیستم عایقی ساده شده بین دیسکی[53] 36
شکل ‏3‑17: مدار ساده شده به منظور محاسبه ظرفیت خازنی سری   37
شکل ‏4‑1: پیکربندی تست نوع اول[52] 42
شکل ‏4‑2: پیکربندی تست نوع سوم[52] 43
شکل ‏4‑3: درخت نرمال توصیفی مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور[46] 44
شکل ‏5‑1: پاسخ فرکانسی برای فازهای A و B در حالت سالم در تست نوع اول 50
شکل ‏5‑2: پاسخ فرکانسی برای فازهای A و B در حالت سالم در تست نوع سوم 51
شکل ‏5‑3: اثر افزایش فاصله بین دیسکی بر پاسخ فرکانسی 53
شکل ‏5‑4: اثر کاهش فاصله بین دیسکی بر پاسخ فرکانسی 53
شکل ‏5‑5: اثر افزایش شعاع سیم پیچ فشارقوی بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی 54
شکل ‏5‑6: اثر کاهش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی 55
شکل ‏5‑7: اثر افزایش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی 55
شکل ‏5‑8: اثر افزایش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی بالا 56
شکل ‏5‑9: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، تغییر شکل درجه یک و درجه دو 58
شکل ‏5‑10: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور تست نوع اول فاز A در حالت سالم، جابه جایی شعاعی درجه یک و درجه دو 59