ترانسفورماتور، s، سیمپیچ، شعاعی، h، REF

روغن از طریق نشت در تانک، شرایط بسیار خطرناکی را در ترانسفورماتور ایجاد میکند که خود به دلیل افزایش حرارت میتواند باشد. بر اثر قوسهایی که در درون ترانسفورماتورها رخ میدهد روغن موجود در ترانسفورماتور به گازهای آتشزا و انفجاری مانند استیلن و هیدروژن تجزیه شده که. به دلیل عدم تراکم پذیری روغن ترانسفورماتور، فشار در تانکترانسفورماتور افزایش یافته و تانک به آرامی با افزایش حجم گازها، منبسط خواهد شد تا آن جا که فشار در درون تانک از حد قابل تحمل بیشترشده و ابتدا تانک تغییر شکل داده و سپس منفجر میگردد.
خطاهای مربوط به هستههرگاه عایق هسته دچار نقص گردد جریان فوکو در ورقههای هسته به راه میافتد و در نتیجه افزایش حرارت را به دنبال خواهد داشت. این جریانها باعث افزایش تلفات هسته و درنهایت منجر یه افزایش گرما خواهد شد اما تغییر قابل توجهی در جریان ورودی ایجاد نمیکند و در نتیجه با حفاظت عادی نمیتوان آن را تشخیص داد. البته با افزایش حرارت در هسته و بالطبع در تانک، روغن به گازهایی تجزیه شده و این گازها وارد کنسرواتور شده و زمینه را برای عملکرد رله مکانیکی ایجاد میکند.
خرابی تپچنجر زیر بارتپچنجر شامل ترمینالهای تپ، اجزای دورن تانک و نواحی اطراف آن میباشد. وظیفه تپچنجر تغییر تپ ارتباطی در سیمپیچهای ترانسفورماتور است در حالیکه ترانسفورماتور در مدار میباشد. تپچنجر میتواند در درون تانکاصلی ترانسفورماتور یا خارج از آن قرار بگیرند. تپچنجر تنها بخش قابل حرکت در ترانسفورماتور می باشد و ممکن است بر اثر عملکردهای زیاد دچار آسیب شود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Singh</Author><Year>2006</Year><RecNum>147</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>147</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>147</key></foreign-keys><ref-type name=”Thesis”>32</ref-type><contributors><authors><author>Singh, Arvind</author></authors></contributors><titles><title>High frequency simulation of transformer windings for diagnostic tests</title></titles><dates><year>2006</year></dates><publisher>University of British Columbia</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1] که با توجه یه REF _Ref371691578 h شکل ‏21 منشا حدود چهل درصد از خرابی ترانسفورماتور مربوط به تپچنجر میباشد.
خرابی بوشینگبوشینگ یک ساختار جداکننده است. عایق کاغذ-روغن بطور گسترده در بوشینگهای ترانسفورماتور قدرت استفاده میگردند و جزو بهترین عایقها میباشند که دارای خواص الکتریکی و تبادل خوب حرارت هستند. اگر چه استرسهای الکتریکی، گرمایی، مکانیکی و محیطی میتوانند این خواص را بدتر کنند و باعث شکست عایقی گردند. اکثر خرابیهای بوشینگ به خاطر ورود رطوبت به بوشینگ اتفاق میافتد که میتوان توسط بازرسیهای دورهای از وقوع آن پیشگیری کرد.
خرابیهای سیمپیچخطاهای اتصالکوتاه باعث کاهش فشار بستهای نگهدارنده سیمپیچ شده که توانایی ترانسفورماتور را در برابر تحمل نیروها کاهش میدهد.خطاهای سیمپیچ را می توان به دو گروه تقسیم کرد. خطاهای الکتریکی مانند خطای اتصالحلقه و اتصالفاز به فاز و اتصالفاز به زمین و خطاهای مکانیکی مانند تغییر شکل، واژگونی و مارپیچیشدن.
خطای سیمپیچ از نوع الکتریکی
اتصالکوتاه دور به دور(اتصال حلقه)
یکی از مسائل چالشبرانگیز در حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت تشخیص اتصالحلقه در سیمپیچها میباشد. اتصالحلقه در حقیقت اتصالکوتاه شدن چند دور در سیم پیچهای یک فاز میباشد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Babiy</Author><Year>2011</Year><RecNum>151</RecNum><DisplayText>[36]</DisplayText><record><rec-number>151</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>151</key></foreign-keys><ref-type name=”Conference Proceedings”>10</ref-type><contributors><authors><author>Babiy, Mariya</author><author>Gokaraju, Rama</author><author>Garcia, Juan Carlos</author></authors></contributors><titles><title>Turn-to-turn fault detection in transformers using negative sequence currents</title><secondary-title>Electrical Power and Energy Conference (EPEC), 2011 IEEE</secondary-title></titles><pages>158-163</pages><dates><year>2011</year></dates><publisher>IEEE</publisher><isbn>1457704056</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[36]. REF _Ref371691661 h شکل ‏22 شماتیک کلی سیمپیچها با اتصالحلقه در یک ترانسفورماتور سه ستونه را نشان میدهد. اتصالکوتاه در فاز و با امپدانس ایجاد شده است. اگر شدت اتصالی شدید نباشد، افزایش قابل توجهی در جریانهای سیمپیچ ایجاد نمیگردد. پس این مسئله در تشخیص خطای اتصالحلقه چالش بزرگی ایجاد میکند و در اندازههای کم این مسئله شدیدتر خواهد بود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Bhide</Author><Year>2010</Year><RecNum>150</RecNum><DisplayText>[37]</DisplayText><record><rec-number>150</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>150</key></foreign-keys><ref-type name=”Conference Proceedings”>10</ref-type><contributors><authors><author>Bhide, RS</author><author>Srinivas, MSS</author><author>Banerjee, A</author><author>Somakumar, R</author></authors></contributors><titles><title>Analysis of winding inter-turn fault in transformer: A review and transformer models</title><secondary-title>Sustainable Energy Technologies (ICSET), 2010 IEEE International Conference on</secondary-title></titles><pages>1-7</pages><dates><year>2010</year></dates><publisher>IEEE</publisher><isbn>1424471923</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[37].

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 2: شماتیک ترانسفورماتور سه ستونه با اتصال حلقه ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Bhide</Author><Year>2010</Year><RecNum>150</RecNum><DisplayText>[37]</DisplayText><record><rec-number>150</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>150</key></foreign-keys><ref-type name=”Conference Proceedings”>10</ref-type><contributors><authors><author>Bhide, RS</author><author>Srinivas, MSS</author><author>Banerjee, A</author><author>Somakumar, R</author></authors></contributors><titles><title>Analysis of winding inter-turn fault in transformer: A review and transformer models</title><secondary-title>Sustainable Energy Technologies (ICSET), 2010 IEEE International Conference on</secondary-title></titles><pages>1-7</pages><dates><year>2010</year></dates><publisher>IEEE</publisher><isbn>1424471923</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[37]
اتصالکوتاه فاز به فاز
اتصالکوتاه فاز به فاز در دورن ترانسفورماتور به مانند اتصالکوتاه خارجی دو فاز میباشد و جریان شدیدی در ترمینالها ایجاد میکند و با رلههای اضافهجریان و رله دیفرانسیل قابل تشخیص است.
خطای سیمپیچ از نوع مکانیکی تغییرات مکانیکی ایجاد شده در سیمپیچهای ترانسفورماتور مانند واژگونی، جابهجایی محوری، مارپیچی، تلسکوپی، پدیده هایی هستند که بعد از رخداد یکی از خطاهای فوقالذکر در ترانسفورماتور ایجاد میگردند. پس وجود تغییرات مکانیکی در ترانسفورماتور میتواند نشان دهنده خطایی در آن باشد و با تشخیص این خطاهای مکانیکی به وجود خطاهای دیگر پیبرد.
نیروهای اتصال کوتاه
معادله اساسی برای محاسبات نیروهای الکترومغناطیسی از معادله REF _Ref371694094 h (‏22) پیروی میکند:
( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 2)
در این معادله، B بردار چگالی شار نشتی در سیمپیچها، I بردار جریان و L طول سیمپیچ میباشد. اگر تحلیل نیروها بطور دو بعدی و بصورت REF _Ref371694199 h شکل ‏23 در نظر گرفته و چگالی جریان در جهت محور Z باشد، آنگاه چگالی شار نشتی در هر نقطه دارای دو مولفه خواهد بود، یک مولفه در جهت شعاعی و مولفه دیگر در جهت محوری خواهد بود. در حقیقت نیروهای شعاعی در جهت ناشی از چگالی شار نشتی محوری و نیروهای محوری در جهت هم ناشی از چگالی شار نشتی شعاعی میباشد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Kulkarni</Author><Year>2004</Year><RecNum>119</RecNum><DisplayText>[35]</DisplayText><record><rec-number>119</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>119</key></foreign-keys><ref-type name=”Book”>6</ref-type><contributors><authors><author>Kulkarni, Shrikrishna V</author><author>Khaparde, SA</author></authors></contributors><titles><title>Transformer engineering: design and practice</title></titles><volume>25</volume><dates><year>2004</year></dates><publisher>CRC Press</publisher><isbn>0824757289</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[35].

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 3: توزیع شار نشتی و نیروهای شعاعی و محوری ایجاد شده توسط آن
نیروهای شعاعی باعث میشود که سیمپیچ بیرونی به سمت خارج کشیده شود و در حالیکه سیمپیچهای داخلی که نیروهای شعاعی را تحمل میکنند، به سمت داخل منقبض میشوند و در صورت شدید بودن این نیروها، سیمپیچ درونی متلاشی خواهد شد. حال اگر سیمپیچ بیرونی در نظر گرفته شوند، نیروهای وارده بر بخش قطر داخلی سیمپیچ بیرونی بیشترین نیرو را متحمل خواهد شد. این مطلب در REF _Ref371694267 h شکل ‏24 نشان داده شده است.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 4: برش از بالا- نیروی وارده بر استوانه سیم پیچ در شرایط ایدهآل که سیمپیچها هم ارتفاع هستند، توزیع آمپر- دور در سراسر سیمپیچ یکنواخت خواهد بود. برای هر سیمپیچ بیرونی یا درونی، نیروهای شعاعی با اندازههای متفاوت و با جهت یکسان ایجاد میگردد که مجموع این دو نیرودر مرکز سیمپیچها بیشترین مقدار خود را دارا میباشند. این نیروی محوری باعث حرکت و جابهجایی سیمپیچها در جهت عمودی خواهند شد که اصطلاحا به جابهجایی محوری معروف است.
تغییر شکل
تغییرات شعاعی سیمپیچها شامل دو حالت میباشد:
Force buckling
Free buckling
این دو تغییر را میتوان در REF _Ref371694327 h شکل ‏25 مشاهده نمود.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 5: تغییر شکل-سمت راست: Free- سمت چپ: Forceجابهجایی محوری
این نوع خطا هم که جزو خطاهای تغییر شکل دسته بندی میگردد منجر به جابهجایی شعاعی دیسکها میگردد. این جابهجایی میتواند در دو هر دو جهت چپ و راست میتواند رخ دهد که در REF _Ref371694386 h شکل ‏26 نشان داده شده است.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 6: جابه جایی محوری سیم پیچ ها نسبت به همتغییر فضای بین دیسک
این خطا جزو رایجترین خطاهای داخلی ترانسفورماتور محسوب میگردد و حتی حدود هشتاد درصد از خطاهای داخلی مربوط به این خطا میباشد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Hashemnia</Author><Year>2012</Year><RecNum>112</RecNum><DisplayText>[38]</DisplayText><record><rec-number>112</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>112</key></foreign-keys><ref-type name=”Conference Proceedings”>10</ref-type><contributors><authors><author>Hashemnia, Naser</author><author>Abu-Siada, Ahmed</author><author>Masoum, Mohammad AS</author><author>Islam, Syed M</author></authors></contributors><titles><title>Characterization of transformer FRA signature under various winding faults</title><secondary-title>Condition Monitoring and Diagnosis (CMD), 2012 International Conference on</secondary-title></titles><pages>446-449</pages><dates><year>2012</year></dates><publisher>IEEE</publisher><isbn>1467310190</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[38]. بر اثر خطاهای اتصال کوتاه و ایجاد نیروی الکترومغناطیسی بر دیسکها، بعضی از بستهای نگهدارنده دیسکها استحکام کافی را نداشته و جابهجایی محوری محلی ایجاد میشود و به این معناست که فاصله بین دو دیسک متوالی تغییر کند. REF _Ref371694451 h شکل ‏27 تغییر فضای دیسک برای سیمپیچ دیسکی را نشان میدهد.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 7: تغییر فضای بین دو دیسک متوالیمدلسازی ترانسفورماتورتاریخچه مدلسازی ترانسفورماتورمبحث مدلسازی ترانسفورماتور قدرت از ابتدای قرن بیستم شروع شد. در ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Thomas</Author><Year>1902</Year><RecNum>148</RecNum><DisplayText>[39]</DisplayText><record><rec-number>148</rec-number><foreign-keys><key app=”EN” db-id=”dfvr9sp9xz55zwedez6xtdxfv259ppft5ttf”>148</key></foreign-keys><ref-type name=”Journal Article”>17</ref-type><contributors><authors><author>Thomas, Percy

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *