مقاله انگلیسی تمایز خطا داخلی از سایر حالت های گذرا در ترانسفورماتور قدرت (2020 الزویر)

در این مقاله ، روش جدیدی برای تفکیک گسلهای داخلی از سایر شرایط غیر طبیعی در ترانسفورماتورهای قدرت مانند جریانهای ورودی ، گسل های خارجی ، بیش از حد برانگیختگی و اشباع فوق العاده ارائه شده است. از آنجا که سیگنالهای جریان دیفرانسیل غیر ثابت هستند ، به یک ابزار قدرتمند مانند تبدیل S برای تجزیه و تحلیل فرکانس زمانی آنها نیاز است. در این مطالعه ، برخی از خصوصیات مهم با استفاده از تبدیل S و تبدیل هیپربولیک کلارک Clark استخراج شده است که مطابق آن شرایط مختلفی از هم تفکیک و طبقه بندی می شوند. این ویژگی ها شامل کانتور انرژی سطح اول ، شاخص واریانس ، انحراف استاندارد از مؤلفه هارمونیک دوم و یک معیار خاص است. در این مقاله کلیه شرایط گذرا ممکن و اثرات اشباع ترانسفورماتورهای فعلی در نظر گرفته شده است. شبیه سازی های مختلف برای شرایط مختلف عملکرد ترانسفورماتور از طریق نرم افزار PSCAD / EMTDC انجام می شود. همچنین ، کل فرآیند تغییر شکل S و تبدیل فوق العاده و الگوریتم پیشنهادی در نرم افزار MATLAB انجام می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی را می توان به طور قابل اعتماد برای شناسایی و طبقه بندی گسل های مختلف در ترانسفورماتورها استفاده کرد.

1. مقدمه

از آنجا که ترانسفورماتورهای قدرت مقادیر زیادی از نیرو را در سیستمهای انرژی الکتریکی منتقل می کنند ، آنها از مهمترین مؤلفه های سیستم های قدرت هستند. تقریباً 10٪ از گسلهای سیستم نیروگاه در ترانسفورماتورها اتفاق می افتد و 70٪ از این گسلها در اثر اتصال کوتاه در سیم پیچ های ترانسفورماتور ایجاد می شوند [1]. بنابراین معمولاً خطای ترانسفورماتور یک اختلال مهم در شبکه های انتقال تلقی می شود [2].

میزان خاموشی یک ترانسفورماتور نیرو به چندین عامل بستگی دارد از قبیل وضعیت عملیاتی ترانسفورماتور نیرو ، نگهداری دوره ای ، طول عمر ترانسفورماتور برق و عملکرد نادرست حفاظت [3]. شرایط غیر طبیعی که منجر به سوء عملکرد رله می شوند شامل گسل های داخلی ، جریان های فرونشست ناشی از ترانسفورماتورهای پر انرژی ، گسل های خارجی ، بیش از حد برانگیختگی و اشباع فوق العاده هستند. تبعیض دقیق گسلهای داخلی از سایر شرایط از مدت ها قبل به عنوان یک چالش در حفاظت از ترانسفورماتور قدرت شناخته شده است [4]. بنابراین ، استفاده از سیستم حفاظت مناسب ضروری است.

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

In this paper, a new method is proposed for discriminating internal faults from other abnormal conditions in power transformers such as inrush currents, external faults, over-excitation, and ultra-saturation. Since the differential current signals are non-stationary, a powerful tool such as S-transform is needed for their time-frequency analysis. In this study, some important characteristics are extracted using the Clark’s transform and modified hyperbolic S-transform according to which different conditions are distinguished and classified. These features include energy contour of first level, variance index, standard deviation of second harmonic component, and a special criterion. In this paper, all possible transient conditions and the effects of the saturation of current transformers are considered. Various simulations for different operating conditions of transformer are performed via PSCAD/EMTDC software. Also, the entire process of modified hyperbolic S-transform and the proposed algorithm are done in MATLAB software. Simulation results show that the proposed algorithm can be reliably used for the identification and classification of different faults in transformers.

1.Introduction

Since power transformers transmit large amounts of power in electrical power systems, they are among the most important components in power systems. Almost 10% of power system faults occur in transformers, and 70% of these faults are caused by short circuit in transformer windings [1]. Therefore, faults in transformer are usually considered an important disturbance in transmission networks [2].

The outage rate of a power transformer depends on several factors such as the operating condition of the power transformer, the periodical maintenance, the power transformer’s lifetime and the mal-operation of protection [3]. Abnormal conditions that lead to relay mal-operation include internal faults, inrush currents caused by energizing transformers, external faults, over-excitation and ultra-saturation. Accurately discrimination of internal faults from other conditions has long been recognized as a challenge in power transformer protection [4]. Thus, using a suitable protection system is necessary.