پورتال تفریحی و هنری تک جمپورتال تفریحی و هنری تک جم مهندسی برق - تكنولوژی نصب سنسورها

ارتقا رشد علمی و خدمات آموزش هر چه بهتر ارزوی ماست.کلیه پروژه ها و پایان نامه های تحقیقاتی و خصوصا مهندسی برق انجام می شود

تكنولوژی نصب سنسورها

نویسنده :omid shamsara
تاریخ:شنبه 13 آبان 1396-05:00 ب.ظ

در این بخش سه نوع عیب قابل تشخیص توسط تابع تبدیل به صورت جداگانه و به كمك سه آزمایش مورد بررسی قرار می گیرند. این بررسی ها در آزمایشگاه انجام شده و لذا اثرات هر عیب روی تابع تبدیل به صورت مستقل قابل نتیجه گیری است. كلیه این اندازه‌گیری ها در آزمایشگاه فشار قوی انستیتوی انتقال انرژی و فشار قوی دانشگاه اشتوتگارت آلمان انجام شده اند. لازم به ذكر است كه اندازه گیری ها در حوزه زمان انجام شده و دستگاه مورد استفاده HIAS743 بوده است. برای اندازه گیری جریان نیز از یك پیچك روگوسكی با نسبت تبدیل یك ولت بر آمپر استفاده شده است. شكل زمانی موج اعمالی و طیف فركانسی آن در شكل (4-11) (4-12) آورده شده است.

1-  بررسی اتصال كوتاه بین چند حقله

برای تحقیق یك عیب اتصال كوتاه رخ داده بین چند حلقه سیم پیچ، سیم پیچ فشار قوی یك ترانسفورماتور توزیع MVA1.2 به عنوان سیم پیچ آزمایش شونده (مجموعه مورد آزمایش 1) به كار گرفته شده است .بر خلاف ساختمان سیم پیچ ترانسفورماتور توزیع با قدرت های كم، این سیم پیچ از نوع زوج دیسك واژگون 60 بشقابی می باشد كه هر بشقاب دارای نه حلقه است. بنابراین با توجه به نوع سیم پیچ، سیم پیچ مورد آزمایش قابل مقایسه با سیم پیچ ترانسفورماتورهای بزرگ است. برای شبیه سازی سطح پتانسیل هسته آهنی از یك استوانه تو خالی از جنس آهن استفاده شده است، از آنجائی كه شار ناشی از امواج ضربه كه فركانس بالا می باشند نمی توانند ازداخل هسته عبور نمایند، استوانه تو خالی نقش هسته را در آزمایش ایفا می كند. تمامی بشقابهای سیم پیچ دارای یك انشعاب قابل دسترس می باشند كه اندازه گیری توزیع ولتاژ ضربه در طول سیم پیچ را میسر می سازد

 به پایانه ورودی سیم پیچ، ولتاژ ضربه اعمال می شود. جریان سیم زمین كننده پایانه پایین سیم پیچ و ولتاژ یك انشعاب انتخابی در طول سیم پیچ به عنوان كمیات خروجی اندازه گیری می‌شوند

بررسی جابه جائی محوری سیم پیچ ها نسبت به هم

برای مطالعه جابه جائی سیم پیچ ها نسبت به همدیگر یك مجموعه سیم پیچ متشكل از یك سیم پیچ فشار قوی ساخته شده از 31 جفت بشقاب شش حلقه ای و یك سیم پیچ فشار ضعیف ساخته شده از چهار لایه 99 حلقه ای مورد استفاده قرار گرفته است. این مجموعه سیم پیچ دارای قدرت نامی MVA1.3 می باشد و ولتاژ نامی سیم پیچ فشار قوی 10kv است.

شبیه سازی سطح پتانسیل برای هسته آهنی مشابه مجموعه مورد آزمایش 1 انجام شده است. در این آزمایش سیم پیچ لایه ای نسبت به سیم پیچ بشقابی به صورت مرحله ای جابه جا شده است. در هر مرحله یك سانتی متر جابه جائی صورت گرفته است كه مساوی 1.2 درصد طول محوری سیم پیچ می باشد. لازم به ذكر است كه جهت شباهت شرایط آزمایش به شرایط واقعی مجموعه مورد آزمایش داخل یك مخزن پر از روغن قرار داده شده است.

نتایج اندازه گیری های مربوط به آنالیز تابع تبدیل‌های جریان ورودی به ولتاژ ورودی و ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی به ازای جابه جائی محوری سیم پیچ ها نسبت به هم نشان داده شده‌اند.                  

توابع تبدیل تعیین شدن در حوزه زمان، در اثر بكارگیری سیستم های دیجیتالی دارای یك دقت محدود می باشند. با در نظر گرفتن این محدودیت دقت اندازه گیری، حساسیت توابع تبدیل اندازه گیری شده، نسبت به یك سانتی متر جابه جائی قابل اندازه گیری می باشند.

 

بررسی تغییر شكل شعاعی سیم پیچ

جهت مطالعه و آنالیز حساسیت تغییر شكل شعاعی سیم پیچ ها، یك مجموعه سیم پیچ دیگر (مجموعه مورد آزمایش 3) مورد استفاده قرار گرفته است كه دارای یك سیم پیچ فشار قوی تشكیل شده از 30 جفت بشقاب 11 حلقه ای و یك سیم پیچ فشار ضعیف ساخته شده از یك لایه 23       حلقه ای می باشد ولتاژ نامی سیم پیچ فشار قوی kv10 بوده و سیم پیچ فشار ضعیف  دارای ولتاژ نامی v400 است. هر حلقه سیم پیچ فشار ضعیف از 6 هادی موازی با هم تشكیل شده است. قدرت این مجموعه سیم پیچ MVA1.2 می باشد و یك استوانه تو خالی مشابه مجموعه مورد آزمایش 1 برای شبیه سازی هسته آهنی مورد استفاده قرار گرفته است. در انجام این آزمایش سیم پیچ بشقابی در چند مرحله در جهت شعاعی تغییر شكل داده شده است.

تعیین محل اتصال كوتاه بین حلقه ها

دو واحد سیم پیچ مجاور هم در مكانهای مختلف در طول سیم پیچ با همدیگر اتصال كوتاه شده اند. تابع تبدیل جریان زمین برای محل های مختلف اندازه گیری شده است تا اثر اتصال كوتاه و محل آن روی توابع به صورت عملی تعیین شود

جابه جائی نسبی فركانسهای تشدید و تغییرات نسبی دامنه ها در فركانس های تشدید یك تقارن را نسبت به وسط سیم‌پیچ نشان می‌دهد. به همین دلیل با نتایج بدست آمده برای سیم پیچ مورد نظر نمی‌توان مشخص كرد كه محل عیب در قسمت بالائی یا پایینی سیم پیچ می باشد اما محل دقیق عیب در صورتی كه معلوم باشد در كدام نیمه سیم پیچ قرار دارد بوسیله نتایج حاصله قابل تعیین است. از آنجائی كه ساختمان سیم پیچ ترانس فورماتورها دارای چنین تقارنی نمی باشند می توان گفت كه تقارن نشان داده شده در شكل های (4-21) و (4-22) كه از تقارن سیم پیچ مورد آزمایش ناشی شده‌اند در ترانسفورماتور حاصل نمی شوند. لذا می توان محل عیب اتصال كوتاه را بوسیله مدل مشروح تعیین كرد.

 

تشخیص جابه جائی محوری

برای بررسی حساسیت تابع تبدیل نسبت جابه جائی محوری پارامترهای تعریف شده در روابط (4-1) و (4-2) برای تمامی توابع تبدیل اندازه گیری شده محاسبه شده و با ارزیابی مقادیر محاسبه شده، نتایج كلی زیر بدست آمده اند:

1-تمامی توابع تبدیل حساسیت تقریباً یكسانی نسبت به جابه جائی محوری                                       انجام شده در مجموعه مورد آزمایش 2 دارند.                                                
 2- بعضی از فركانسهای تشدید در یك تابع تبدیل نسبت به جابه جائی محوری حساسیت بیشتری داشتند. فركانس های تشدید تابع تبدیل جریان زمین دراثر جابه جائی محوری سیم‌پیچ در جدول    (4-2) نشان داده شده اند.

3- به كمك بررسی فركانسهای تشدید و دامنه‌های مربوطه به راحتی می توان میزان جابه جائی محوری یك سیم پیچ را تعیین كرد.

 

 

جابجایی محوری

cm

(kHz) فرکانس های تشدید

0

77.8

156.1

280.2

331.8

407.7

531

537

737.8

808.9

939.2

1

77.7

156.4

282.1

330.2

407.1

525.6

543

739.3

807.2

939

2

77.5

156.8

282.5

330.1

406.5

514.6

554.3

735

810.7

935.5

3

77.2

157.4

281.3

331.6

406

503.6

565.4

726.3

817.7

929.3

4

76.8

158.1

278.8

334.5

405.5

492.4

576.2

715.4

826.1

921.4

5

76.4

159.0

275.1

338.4

405

482.2

586.8

703.7

834.3

913

6

75.9

160

271.2

342.9

404.6

472

596.9

691.9

841.4

904.9

7

75.4

160.1

266.7

347.9

404.3

462

606.6

680.3

846.5

898.1

8

74.9

162.4

262.1

353.1

403.9

453.1

615.5

669.3

849

893

 

جدول (4 – 2 ) -  تغییرات فرکانس های تشدید تابع تبدیل جریان زمین در اثر جابجایی محوری

تشخیص تغییر شكل شعاعی

مطالعات مشابه در مورد تغییر شكل مكانیكی شعاعی انجام داده شده اند در این حالت نیز برای تغییر شكل های شعاعی مراحل مختلف، جابه جائی فركانس های تشدید و تغییر نسبی دامنه ها در فركانس های تشدید برای توابع تبدیل مختلف محاسبه شده اند. با توجه به نتایج این مطالعات مشخص شد كه در اثر تغییر شكل شعاعی سیم پیچ، تغییرات منظمی در فركانسهای تشدید و دامنه های آنها حاصل می‌شود و لذا می توان با بررسی دقیق تابع تبدیل به وجود این نوع عیب پی برد.

در واقع در اثر یك جابه جائی محوری و یا تغییر شكل شعاعی، مقادیر ظرفیتها و اندوكتانس های    سیم پیچ تغییر می كند. در اثر این تغییرات، شكل تابع تبدیل سیم پیچ كه به این عناصر وابسته است نیز عوض خواهد شد. همچنین یك اتصال كوتاه بین حلقه ها باعث تغییر در اتصال الكتریكی این عناصر به یكدیگر شده و به این طریق شكل تابع تبدیل را عوض می‌كند. در نتیجه با بررسی مناسب تغییرات تابع تبدیل می توان در مورد وجود عیب، نوع عیب و میزان شدت آن ابراز نظر كرد.

اثرات عیوب روی توابع تبدیل در ترانس های قدرت تحت بار

بررسی عیوب ایجاد شده مكانیكی در ترانس های آزمایشگاهی و ترانس های تحت بار مقداری با هم متفاوت است. در ترانس های مورد بررسی در زیر بار احتمال بوجود آمدن چند عیب مكانیكی با هم وجود دارد. لذا باید اطلاعات بسیار كاملی از بروز یك عیب به تنهایی و یا بروز چند عیب با هم بر روی تابع تبدیل داشت. از طرف دیگر وجودبارهای صنعتی در اطراف این ترانس ها سبب وجود انعكاس هائی (برگشت موج) می شود كه باید در نظر گرفته شوند.

مقایسه مقادیر تابع تبدیل با مقادیر مرجع

همانگونه كه در قبل ذكر گردید چهار روش جهت مقایسه تابع اندازه گیری شده با مقادیر مرجع وجود دارد یكی از این روشها بر پایه مدلسازی ترانسفورماتور بوده و لذا یك روش نظری است. سه روش دیگر فقط بر پایه اندازه گیری می باشند در این بخش مثالهائی عملی جهت روشن تر شدن صحت این روشها ارائه می شود. ( با اقتباس از:

  J.CHRISTIAN & K.FESER , Procedures for detecting winding displacements in power transformer by thetransfer function method , IEEE 2004)

مقایسه متكی در زمان

در این روش از نتایج آزمایش های زمان های پیشین استفاده می شود و معمولی ترین و دقیق ترین روش جهت ارزیابی تابع تبدیل است. جهت انجام آزمایش های جدید كه ممكن است چندین سال بعد از آزمایش قبلی انجام شوند، داشتن اطلاعات دقیق در خصوص مدار آزمایش، روش آزمایش و نحوه پردازش داده ها درآزمایش های قبلی ضروری است. این روش آزمایش در یك پست 220/110 كیلو ولت مورد بررسی قرار گرفت. توابع تبدیل ولتاژ و جریان یك ترانس قدرت MVA200 دوبار در اواخر سال 1999 و اواسط سال 2000 بافاصله شش ماه از یكدیگر اندازه گیری شده اند نتایج اندازه گیری ها كاملاً یكسان بوده و لذا می توان نتیجه گرفت كه در این فاصله زمانی عیب بخصوصی در سیم پیج ترانسفورماتور روی نداده است. نتیجه مهم دیگر این است كه مقایسه توابع تبدیل متكی بر زمان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت عملی است. با این حال همواره نتایج اندازه گیری پیشین وجود ندارد و بایستی روشهای مقایسه ای دیگری را نیز جستجو كرد.

مقایسه متكی بر ساختمان

اعمال این روش به معنی این است كه توابع تبدیل مربوط به هر ساقه ترانس جداگانه اندازه گیری شده و با یكدیگر مقایسه شوند

 برای انجام آزمایش های لازم، مجموعه مورد آزمایش به طور كاملاً مشابه روی تك تك ساقه ها بسته شده و آزمایش ها تكرار می شوند. روشن است كه ابعاد هندسی هسته و سیم پیچ ها و همچنین وضعیت تپ چنجر ترانس روی تابع تبدیل اثر گذاشته و بایستی این موارد در مقایسه توابع تبدیل مدنظر قرار گیرند.

بر اساس این نتایج مشخص است كه تابع تبدیل جریان در هر سه ساقه كاملاً مشابه و یكسان می باشد. فركانسهای تشدید و دامنه ها تقریباً برابر هستند. مشخصه ولتاژ انتقالی نیز در فركانس های بالاتر از KHZ 50 یكسان می‌باشند. در تابع تبدیل ولتاژ انتقالی و در فركانس های 10 تا 50 KHZ مقداری اختلاف بین ساقه های مختلف ترانس قابل تشخیص است. البته بدیهی است كه در ترانس های سه پارچه، ساختمان فیزیكی هر سه فاز كاملاً یكسان بوده و همانطور كه نتایج آزمایش های عملی نشان می دهد، توابع تبدیل ساقه های مختلف نیز باید كاملاً برابر باشند . در حالی كه در ترانس‌های یكپارچه قدری اختلاف بین ساقه وسط و ساقه های كناری وجود دارد. ولی باید توجه داشت كه حتی مقایسه دو ساقه كناری در این نوع ترانس ها نیز می تواند مثمرثمر واقع شود. بنابراین با بكارگیری و تحلیل مناسب، روش متكی بر ساختمان می تواند جهت مانیتورینگ سیم پیچ و هسته ترانس مورد استفاده قرار گیرد.

مقایسه متكی بر نوع

برای حصول حفاظت و طراحی راحتتر و آزادی عمل درتعویض یك ترانس معیوب، بیشتر تولیدكنندگان ترانسفورماتور، استانداردهای مخصوص خود را داشته و ترانس هایی با تیپ مشخص تولید می كنند. در نتیجه می توان ترانس های همسان و مشابه زیادی را در شبكه های قدرت یافت كه طراحی و ساخت كاملاً یكسانی را دارند. انتظار می رود كه اینگونه ترانس ها دارای توابع تبدیل یكسانی باشند. ایده مقایسه متكی بر نوع بر این اساس است كه در صورت متفاوت بودن توابع تبدیل یكی از ترانسفورماتورهای مشابه با سایرین، می توان احتمال داد كه آن ترانس معیوب است. برای بررسی و تائید این روش، توابع تبدیل 28 ترانس هم نوع ساخت یك كارخانه اندازه‌گیری شدند. نتایج حاصله نشان می دهند كه با وجود اختلاف های جزئی بین توابع تبدیل كه ناشی از دلائلی همچون تلرانس های تولید ترانس ها، اثرات نویزهای محیط روی اندازه گیری ها و محدودیت دستگاههای اندازه‌گیری می باشند، مقایسه متكی بر نوع نیز یك روش كارآمد برای مقایسه توابع تبدیل می‌باشد. در یك نتیجه گیری كلی می توان گفت كه هر كدام از چهار روش مقایسه توابع تبدیل در شرایط مختلف مفید و موثر می باشند. ممكن است در برخی موارد نیز جهت دستیابی به تصمیم گیری های مطمئن تر برخی از این روش ها تواماً مورد استفاده قرار گیرند.


دسته بندی : سنسور



داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




Admin Logo
themebox Logo