مقاله درمورد گيري، اندازهگيري، ترانسفورماتور، مقايسه

دانلود پایان نامه ارشد

فشار ضعيف(LVI)
4- اندازهگيري و ارزيابي تابع تبديل
كار تحقيقاتي مرجع [14] نشان مي دهد كـه روش تـابع تبـديل حـساستر ين روش بـرا ي تـشخ يص عي بهـاي مكانيكي در سيمپيچ بوده و روشهاي اندازه گيري د يگر حـساسيت كـافي بـراي آشـكار سـازي جابجا ييهـايكوچك سيم پيچرا ندارد .از اينرو تابع تبديل از ميان روشهاي فوق جايگاه ويـژه اي در سيـستم پـايش جهـتتشخيص عيوب مكانيكي پيدا كرده است.
3-2- تئوري روش آناليز پاسخ فركانسي[15]
اساس روش transfer function ، تئوري شبكه دو قطبي ميباشد.

شكل(3-1).ترانسفور ماتور بصورت شبكه دو قطب ي خطي
دراين مدل، ترانسفورماتورها بصورت يك شبكه خطي، مختلط وپسيو ميباشند. اين تئوري، امكان اعمال يك ورودي و بدست آوردن خروجيهاي متفاوت را ميدهد. (شكل(3- 1)).هرسيگنال خروجي تعريف شده (ولتاژهاي خروجي UAV وجريانهاي خروجي IAV وV=1..n) يك تابع بصورت زير توليد ميكند:

توابع ادميتانس: TF Ai,V ( f ) = UI AE,u((ff)) (2-3)
1FFTولتاژهاي خروجي : UAV(f) FFT جريانهاي خروجي : IA,v(f)
FFT ولتاژ ورودي : UE (f) نكته قابل توجه آن است كه حساسيت توابع تبديل بـه تغييـرات وعيـوب واقـع شـده در ترانـسفورماتورهـامتفاوت مي باشد و برخي از آنها نسبت به ديگري قابليتهاي آشكار سازي بيشتري دارند.
3-3 روش اندازه گيري تابع انتقال درترانسفورماتورها [15]
بدست آوردن تابع انتقال ترانسفورماتور هم با اعمال پالس ضربه وانـدازه گيـري خروجـي وهـم بـا اعمـالوروديهاي سينوس ي با فركانسهاي مختلف ، امكانپذير است . تعيين تابع انتقال با اعمـال سينوسـي هـاي تـكفركانس، بصورتي كه در شكل (3-2) مشاهده ميشـود، انجـام مـيگيـرد . فركـانس ولتـاژ ورودي سينوسـيميتواند در يك رنج وسيع فركانسي تغييركند. با اندازهگيري خروجي ميتوان تابع انتقـال مخـتلط را بدسـتآورد. (بصورت دامنه و فاز). اين روش، “روش جارو ي فركانسي” ناميده م ي شود.
بااعمال يك تك پالس واندازه گيري خروجي هم ميتوان تابع انتقال را مطابق آنچـه در شـكل (3-3) نـشانداده شده است، بدست آورد. بدين صورت كه ترانسفورماتور بوسيله يك ولتاژ ضربه (معمـولا بـين 100 تـا
2000 ولت) تحريك ميشود. سپس وروديهاوخروجي هاي گذرا اندازهگيري شده و آناليز ميشوند. طيف
1 .Fast Fourier Transform

فركانسي سيگنالهاي اندازهگيري شده درحوزه زمـان، بوسـيلهFFT محاسـبه شـده و از تقـسيم خروجـي بـرورودي، تابع انتقال درحوزه فركانس بدست ميآيد. معمولاً ايـن روش،”ولتاژضـربه پـايين” نـام دارد.شـرحكاملتر روشهاي فوق در اندازه گيري تابع انتقال ، در ادامه بيان شده است.

شكل(3-3)اندازه گيري تابع انتقال در حوزه زمان

3-3-1- روش جارو ي فركانسي2 ( SFM)
دراين روش كه به آن روش جاروي فركانسي نيز گفته ميشود، يك موج سينوسي با فركانس مشخص در رنج وسيعي از فركانس كه قبلا تنظيم شده، توسط دستگاهي به نام Network Analyzer به سيم پيچ اعمـال و خروجي حاصل از آن اندازه گيري ميشود .به علت ساختار دستگاه، در هر بار اندازهگيري فقط يك تابع انتقالقابل محاسبه ميباشد. مدار اندازه گيري دراين روش، درشكل(3-4) نشان داده شده اسـت . Sسـيگنال ترزيـقشده ،R وT به ترتيب اندازهگيريهاي مرجع و تست ميباشند. Zs امپدانس منبع و ZT امپدانس سيم پيچ تحـت
تست است كه امپدانس منبع Network Analyzer معمولاً Ω50 مي باشد. مدت زماني كـه Analyzer بـرايجاروي فركانس در رنج فركانسي مورد نظر نياز دارد، به ميزان فيلترينگ اعمال شده بستگي دارد. معمولاً اين زمان ازكمي كمتر از يك دقيقه تا حدود چند دقيقه متغيراست. در اين حالت، نتيجـه انـدازهگيـري بـصورتدامنه يا فاز قابل بيان ميباشد. باتوجه به شكل (3-4) دامنه و فاز بصورت زير بيان ميگردند.

شكل(3-4)مدار اندازه گيري تابع انتقال در روش جارو ي فركانس
Kϕ==20tanlog−1(10T(RT)/ R) (3-3)
2 .Sweep Frequency Method
در رابطه (3-3) ،K وϕ بترتيب معرف دامنه و فاز تابع تبديل م ي باشند.همچنين T وR نيز بترتيـب بيـانگرسيگنال اندازه گيري شده و سيگنال ورودي اعمال شده م ي باشند.[4]
3-3-2- روش ولتاژ ضربه3 (LVI)
در اين روش يك ولتاژ ضربه با مشخصات مناسب، بطوريكه بتواند در يـك محـدوده وسـيع فركـانس، قطبهاي سيستم را به نوسان وادارد، به يكي از ترمينالهاي ترانسفورماتور اعمـال مـيگـردد . همزمـان ، جريـانعبوري از اين ترمينال يا ولتاژ ترمينال ديگر و يا جريان هر سيمپيچديگري بـه عنـوان خروجـي انـدازهگيـريميشود. در اندازهگيريهاي ولتاژ كم، دامنه ضربه معمولاً بين 2000-100 ولت ميباشد. پهناي باند ورودي همتا حد ممكن بايد بزرگ باشد. مقادير متداول براي ضربه ورودي، زمان پيـشانيns 200 تـاμs 1 و نـيم زمـانپشتμs 40 تاμs 200 ميباشند.[16] سيگنالهاي اندازهگيري شده در حوزه زمـان، بعـداز فيلترشـدن ونمونـهبرداري به صورت دادههايي در حوزه زمان ذخيره ميشوند. سپس به حوزه فركانس منتقل شده ،تـابع انتقـالترانسفورماتور محاسبه ميگردد.
3-3-3- مزايا و معايب روشهاي LVI وSFM
روش LVI داراي معايب زير ميباشد[17]
– دقت فركانسي ثابت.اين امر موجب مشكل شدن آشكارسازي خطاها در فركانسهاي پايين ميشود.
– فيلتر كردن نويز سفيد مشكل است.
– تجهيزات اندازه گيري متعدد موردنياز است (فانكشن ژنراتور ،اسكوپ ديجيتال).
3 . Low Voltage Impulse
روش LVI داراي مزاياي مهمي ميباشد.
+ توابع انتقال مختلف (تابع ادميتانس،تابع ولتاژ و… ) ميتوانند بطور همزمان اندازهگيري شوند.
+ زمان مورد نياز براي هر بار اندازهگيري حدود يك دقيقه ميباشد.
روش SFM داراي معايب اساسي زير است
– در هر بار اندازهگيري، فقط يك تابع انتقال قابل اندازه گيري است.
– زمان موردنياز براي هر بار اندازهگيري معمولاً چند دقيقه به طول مي انجامد.
روش SFM داراي مزاياي زير ميباشد.
+ نسبت سيگنال به نويز بالا( بخاطر فيلترينگ نويز سفيد بوسيله Network Analyzer).
+ يك محدوده وسيع فركانسي ميتواند اسكن شود.
+ دقت فركانسي خوب در فركانسهاي پايين. همچنين دقت فركانس ميتواند متناسب با محدوده فركانس اندازه گيري تغيير كند.
+ فقط يك دستگاه اندازهگيري مورد نياز است(Network Analyzer).
3-4- انـ واع روشـ ها بـ راي مقايـ سه نتــايج حاصـ ل از اندازه گيريها[18]
پس از اندازهگيري و انجام محاسبات ، نهايتا تابع انتقال بصورت دامنه يا فاز بـر حـسب فركـانس نمـايشداده م يشود. از آنجا كه فاز تابع انتقال هيچگونه اطلاعات اضافي تـري نـسبت بـه دامنـه تـابع انتقـال نـدارد،استفاده از دامنه تابع انتقال، معمولا برحسب لگاريتم ، مرسوم مي باشد . اساس روش تابع انتقال، مقايسه تـابعانتقال انداز هگيري شده فعلي با يك تابع انتقال مبنا مي باشد . بر اين اسـاس سـه روش شـناخته شـده، بـرايمقايسه بين نتايج حاصل ازاندازه گيري توابع انتقال وجود دارد.
1- مقايسه مبتني بر زمان4
2- مقايسه مبتني بر ساختارترانسفورماتور9
3- مقايسه مبتني بر نوع ترانسفورماتور10
شكل(3-5) اساس اين مقايسهها را نشان ميدهد. روش time based از بهترين دقت برخوردار اسـت . در اين روش ، اطلاعات اندازهگيري شده بـا اطلاعـات قبلـي كـه درمـورد ترانـسفورماتور وجـود دارد، مقايـسه ميگردد. (البته در شرايط تست كاملاً يكسان). اين روش در مورد انواع ترانسفورماتورها كاربرد دارد. معمولاً اين اطلاعات قبلي، هنگام ساخت ترانسفورماتور و در شرايط مـشخص بدسـت مـيآيـد . هرگونـه تغييـر درمقايسه نتايج ، دال بروجود مشكلي در ترانسفورماتور ميباشد. اما ازآنجا كه اطلاعات مربوط به اندازهگيريهاي قبلي، براي بسياري از ترانسفورماتورهاي درحال كار وجود ندارد، بايد روش مناسب ديگـري بـراي مقايـسهبكارگرفته شود.
شكل(3-5). روشهاي مختلف مقايسه توابع انتقال
4. Time Based
يكي از اين روشها، استفاده از خاصيت تقارن بكار رفته در طراحي وساخت ترانسفورماتور مي باشد. اين
.نام دارد Construction based روش

شكل(3-6). مقايسه بين فازها يا construction based براي ترانسفورماتور (MVA ,220/110/10 kv150) .
a )دامنه تابع انتقال ادميتانس b )دامنه تابع انتقال ولتاژ

اين روش وسيلهاي براي مقايسه توابع انتقال بدست آمده در فازهاي مختلف ترانسفورماتور ميباشـد . بـرايهر سه فاز، يك رفتار انتقالي شبيه به هم وجود دارد. تست جداگانه فازها نشان ميدهد كه براي فركانـسهايتقريباً بالاتر ازKHZ 10 ، مشخصات فركانسي فازهاي ترانسفورماتور كاملاً يكسان است. يك نمونه مقايـسهانجام شده در فازهاي ترانسفورماتور در شكل(3-6) نشان داده شده است[18].

شكل (3-7). مقايسه بين فازها يا construction based براي ترانس با ثانويه زيگزاگي (KVA ,10kv/ 400V150) .
a )دامنه تابع انتقال ادميتانس b )دامنه تابع انتقال ولتاژ

دو محدوديت در استفاده از اين روش مقايسه وجود دارد. يكي اينكه اين روش فقط براي ترانسفورماتورهاي سه فاز ويا بانك ترانسفورماتوري كاربرد دارد. ديگري آنكه، نتايج اندازهگيريهاي متعـدد نـشان مـيدهـد كـهاستفاده از اين روش درفازهاي با سيمپيچيزيگزاگي، براي انجام مقايسه به منظور تـشخيص عيـب ، مناسـبنيست. يك نمونه از اين اندازهگيريها در شكل (3-7) نشان داده شده است. روش سوم بـراي مقايـسهtype based نام دارد. در اين روش نتايج بدست آمده از ترانسفورماتورهاي با ساختار يكسان(معمولاً محصول يكسازنده هستند )، مبناي مقايسه مـي باشـد. اصـطلاحاً بـه ايـن ترانـسفورماتورها، ترانـسفورماتورهاي خـواهرميگويند. تابع انتقال براي اين ترانسفورماتورها، داراي تغييرات خيلي كمـي نـسبت بـه يكـديگر مـي باشـند. بنابراين ميتواند به عنوان مبنا، براي اندازهگيريهاي انجام شده، در نظر گرفته شود.البته با توجه به اينكه هـيچ دو ترانسفورماتوري ازنظر جزئيات ساخت كاملا يكسان نيستند، اين روش ممكن است عيـب يـابي را دچـاراشكال كند.
3-5- مراحل پيشرفت روش تابع تبديل براي پايش ترانسفورماتورها
تبديل فورية پاسخ ضربة يك سيستم خطي نامتغير با زمان تابع تبديل يا پاسخ فركانـسي سيـستمناميده ميشود. با استفاده از سيگنال تحريك و يا به عبارت ديگـر سـيگنال ورودي و سـيگنال پاسـخمربوط به آن ميتوان تابع تبديل را محاسبه كرد. تابع تبـديل همـراه بـا آزمـايش ترانـسفورماتورهايبزرگ و نيز به عنوان روشي براي پايش ترانسفورماتورها مورد استفاده قرار مي گيرد.
3-5-1- تابع تبديل براي آزمايش ترانسفورماتورهاي بزرگ
سالهاي زيادي است كه توابع تبديل همراه با صنعت آزمـايش ترانـسفورماتورها مـورد اسـتفاده قـرارمي گيرند و با روشهاي آزمايش مختلف از نتايج اندازه گيري ها تعيين شده و به عنوان وسيلهاي براي كنترل كيفيت و نيز تعيين مشخصه هاي مهم ترانسفورماتور به كار گرفته مي شوند.
براي نشان دادن استحكام مكانيكي سـاختار سـيمپيچهـاي ترانـسفورماتور مـيتـوان آزمايـشهايضربهاي را روي آنها انجام داد. به خاطر هزينههاي بالاي چنين آزمايشهايي تنهـا در برخـي حالتهـاينادر و يا درصورت درخواست مشتري اين گونه آزمايشها انجام داده ميشوند. براي

پایان نامه
Previous Entries مقاله درمورد كاهش اضطراب Next Entries مقاله درمورد سيمپيچ، ظرفيت، ظرفيتهاي، زير