ترانسفورماتور – Transformer
تخلیه جزئی در ترانسفورماتور ها
مکان یابی PD روی ترانسفورماتورها به دو وظیفه اصلی گروه بندی می شود. اولین شواهد PD (فرایند تشخیص) باید تا حد امکان حساس باشد و همزمان آن را از هر گونه اختلال احتمالی متمایز کند. ثانیاً تعیین منشأ خرابی (محل PD) باید انجام شود. در داخل ترانسفورماتورها یا راکتورها، تخلیه جزئی را می توان به عنوان یک منبع نقطه ای که یک موج صوتی و الکترومغناطیسی را در یک محیط همگن تابش می کند، مدل کرد.(مثلاً با استفاده از سرعت متوسط صوت)
اندازه گیری تخلیه جزئی در ترانسفورماتورهای قدرت پر شده با مایع و راکتورهای شنت
اندازه‌گیری‌های PD در ترانسفورماتورها و راکتورهای شنت ترجیحاً باید بر اساس اندازه‌گیری بار ظاهری انجام شوند. سیستم‌های اندازه‌گیری مربوطه به‌عنوان سیستم‌های باند باریک یا باند پهن طبقه‌بندی می شوند. هر دو سیستم شناخته شده و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. بدون ارجحیت به یکی یا دیگری، هدف این سند توصیف روش باند پهن است. اصول کلی اندازه گیری PD، از جمله روش باند باریک، در IEC 60270 و IEC 60076-3 [B71] پوشش داده شده است.
آزمون پاسخ فرکانسی دی‌الکتریک (FDS) در ترانسفورماتورهای قدرت
ترانسفورماتورهای قدرت، به عنوان اجزای حیاتی در سامانه‌های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، نقش بنیادینی در پایداری و بهره‌برداری بهینه از شبکه‌های قدرت ایفا می‌نمایند. هرگونه نقص یا تخریب در این تجهیزات، می‌تواند منجر به پیامدهای اقتصادی سنگین، قطعی‌های گسترده و حتی حوادث جانی گردد. لذا، پایش مستمر وضعیت سلامت ترانسفورماتورها و تشخیص زودهنگام عیوب، از اهمیتی فوق‌العاده برخوردار است. در میان روش‌های متنوع آزمون و ارزیابی ترانسفورماتورها، “آزمون پاسخ فرکانسی دی‌الکتریک” (Frequency Domain Spectroscopy – FDS)، به عنوان یک تکنیک غیرمخرب و پیشرفته، در دهه‌های اخیر مورد توجه فزاینده‌ای قرار گرفته است. این مقاله به تبیین جامع اصول عملکرد، مزایا، کاربردها و روش تفسیر نتایج تست FDS ترانسفورماتور قدرت می‌پردازد.
تست FRA ترانسفورماتور
تست FRA (تحلیل پاسخ فرکانسی – Frequency Response Analysis) یکی از روش‌های پیشرفته و غیرمخرب برای ارزیابی وضعیت ترانسفورماتورهای قدرت است. این روش به‌ویژه در تشخیص عیوب مکانیکی و الکتریکی در ترانسفورماتورها کاربرد دارد و به‌عنوان یک ابزار اساسی در برنامه‌های نگهداری و مدیریت این تجهیزات در نظر گرفته می‌شود. با توجه به افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی و نیاز به بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات، تست FRA به‌عنوان یک رویکرد مؤثر در نگهداری و مدیریت ترانسفورماتورها به شمار می‌آید. در این مقاله، به بررسی تست FRA، مراحل انجام آن، استانداردهای مرتبط و مزایای آن خواهیم پرداخت.
تشخیص وضعیت عایق ترانسفورماتور با روش PDC
در تجهیزات فشارقوی و به‌ویژه ترانسفورماتورهای قدرت، سیستم عایقی یکی از مهم‌ترین اجزا از لحاظ عملکرد، ایمنی و طول عمر محسوب می‌شود. بخش عمده‌ای از این عایق‌ها ترکیبی از کاغذ (پرس‌بورد یا کرافت) و روغن معدنی هستند. به دلیل شرایط کاری سخت و طولانی‌مدت، این عایق‌ها به‌مرور دچار تخریب، پیری و افزایش میزان رطوبت می‌شوند که مستقیماً بر خواص دی‌الکتریک آن‌ها تأثیر می‌گذارد. از این رو، استفاده از روش‌های تشخیصی غیرمخرب و دقیق، برای ارزیابی سلامت عایق ضروری است. یکی از روش‌های نوین و بسیار دقیق در حوزه تشخیص عایق ترانسفورماتور، استفاده از جریان‌های قطبش و دی‌قطبش (Polarization and Depolarization Currents – PDC) است. این روش با بهره‌گیری از تحلیل پاسخ زمانی سیستم عایقی، امکان تخمین میزان رطوبت، شدت پیری، وضعیت هندسی عایق و تأثیر دما و ولتاژ را فراهم می‌کند.
مکان‌یابی دقیق تخلیه جزئی در سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور قدرت با استفاده از آرایه حسگر صوتی فیبر نوری
قابلیت اطمینان سیستم‌های توزیع و تحویل برق در مقیاس بزرگ، به شدت به سلامت تجهیزات کلیدی مانند ترانسفورماتورهای قدرت وابسته است.
تخلیه جزئی (PD) به عنوان شاخص اصلی خرابی عایق شناخته می‌شود و برای سیستم‌ها بسیار مهم است، زیرا می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی، خرابی عایق و در نهایت حوادث فاجعه‌باری مانند خرابی‌های آبشاری در سیستم شود.
بنابراین، تشخیص و مکان‌یابی آنلاین PD در ترانسفورماتورهای قدرت، اطلاعات حیاتی در مورد ویژگی‌های تخریب تجهیزات و حتی تخمین عمر باقی‌مانده آن‌ها را فراهم می‌کند. این دانش به اپراتورها امکان می‌دهد تا نگهداری پیش‌بینی‌شده و دقیق را برنامه‌ریزی کنند و حتی به تولیدکنندگان در بازطراحی محصولاتشان کمک می‌کند.
با این وجود، پیدا کردن روش‌های دقیق و قابل اعتماد برای مکان‌یابی آنلاین PD، به ویژه در مواردی که تخلیه‌ها در داخل سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور رخ می‌دهند، هنوز هم از چالش‌های بزرگ به شمار می‌رود. این مقاله یک سیستم تشخیص صوتی نوین را معرفی می‌کند که از آرایه حسگرهای صوتی فیبر نوری با ساختار جدید بهره می‌برد.
هدف از این طراحی، غلبه بر محدودیت‌ها و چالش‌های روش‌های مرسوم در مکان‌یابی و اندازه‌گیری صوت است.
Diagnostics of Oil-Paper-Insulations Using Relaxation Currents
At multilayer insulations the dielectric response appears to be nonlinear, i.e. modeling with equivalent circuits according to Debye is hardly possible. The transient behavior of oil conductivity was found to be the reason for nonlinearities and is explored more exactly. The obtained set of measurement data was applied on power transformers to determine water content in cellulose.
Location of PD Sources in Power Transformers by UHF and Acoustic Measurements
The UHF PD measurement method is usable as stand-alone measurement and as a supporting measurement for off- and on-line PD detection. The sensitivity of UHF PD measurements is sufficient and is normally not affected by external disturbances. Especially in noisy surrounding it might be a very helpful method to support other PD measurement techniques for example dissolved gas analysis and acoustic location of PD.
On-site Experiences with Multi-Terminal IEC PD Measurements, UHF PD Measurements and Acoustic PD Localisation
The paper presents the experience using a combination of different partial discharge (PD) measurement methods both to detect PD in power transformers and to improve interpretation and localisation of their sources. The multi-terminal PD measurement is illustrated here using STAR diagrams for discrimination between external noise clusters and multiple internal PD sources. Several different PD sources in different phase windings during an off-line measurement on a power transformer were detected and the UHF method confirmed these results and conclusion.
Identification of Partial Discharge Defects in Transformer Oil
Partial discharges in (power) transformers are often a predecessor of a serious fault. For this reason partial discharge measurements are an important diagnostic tool to monitor the insulation condition of a transformer. For on-line measurements, a detection method based on the high-frequency (UHF) signals emitted by the discharging source is used and can be detected. Moreover, the UHF technique offers the possibility to locate and identify the PD source.
Partial Discharge Localization inside Transformer Windings via Fiber-Optic Acoustic Sensor Array
In this paper, the acoustic wave propagation inside the transformer is explored via numerical simulation. Based on the understanding of wave propagation, a novel-structure fiber-optic acoustic sensor array is properly designed and installed into one phase winding, which is from a real 35 kV transformer. Experimental verification shows that, by using this proposed design, PD localization with less than 5 cm error can be achieved.