ПОРЕЂЕЊЕ МЕТОДА ЗА ДЕТЕКЦИЈУ КВАРОВА ЕНЕРГЕТСКОГ ТРАНСФОРМАТОРА БАЗИРАНИХ НА ФРЕКВЕНЦИЈСКОМ ОДЗИВУ НАМОТАЈА

CIGRE 35 (2021) (стр. 108-120) 

АУТОР(И) / AUTHOR(S): Милош Бјелић, Милета Жарковић, Богдан Брковић, Татјана Миљковић

Е-АДРЕСА / E-MAIL: brkovic@etf.rs

Download Full Pdf   

DOI: 10.46793/CIGRE35.0108B

САЖЕТАК / ABSTRACT:

Током експлоатације енергетског трансформатора може доћи до деформације намотаја, како у нормалном погону, тако и услед кратких спојева. Деформације намотаја изазивају слабљење изолације између навојака, што може довести и до појаве међунавојних кратких спојева. У циљу детекције оваквих кварова примењује се метода снимања одзива намотаја у фреквенцијском домену (frequency response analysis – FRA метода). Како би се применом ове методе утврдило присуство деформација намотаја, врше се периодична мерења и фреквенцијски одзиви намотаја се из различитих испитивања се међусобно пореде. На основу евентуалних разлика између одзива добијених приликом различитих испитивања констатује се да је дошло до промене електричних параметара намотаја, што указује на присуство квара.

У Лабораторији за Високи напон и Лабораторији за Акустику Електротехничког факултета у Београду извршено је поређење резултата FRA методе за два различита облика побудног сигнала – сигнал променљиве учестаности (sweep) и импулсна побуда (impulse). Код првог приступа се учестаност мења у времену, док су код другог сигнали на свим учестаностима присутни истовремено. Поред тога, код sweep сигнала константне амплитуде сви хармоници имају једнаку амплитуду, док код импулсне побуде амплитуда хармоника опада са повећањем учестаности. Поређењем одзива добијених применом ова два сигнала може се утврдити да ли се трансформатор приликом FRA испитивања може третирати као линеарни елемент, тј. да ли се на ове одзиве може применити принцип суперпозиције. У раду су представљени и резултати оба приступа у случајевима када су делови намотаја испитиваног трансформатора краткоспојени. На основу функција преноса и различитих коефицијената који својим вредностима указују на тежину квара, извршено је и поређење два начина побуђивања  у погледу осетљивости на присуство међунавојног кратког споја.

КЉУЧНЕ РЕЧИ / KEYWORDS:

Детекција квара, Квар намотаја, Време реверберације, Обрада сигнала

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES:

  • S. Ghani, Y. Thayoob, Y. Ghazali, M. Khiar, I. Chairul, Distribution system performance evaluation accounting for data uncertainty, Procedia Engineering, vol.68, pp 469-476, 2013.
  • E. Kornatowski, S. Banaszak, Diagnostics of a Transformer’s Active Part with Complementary FRA and VM Measurements, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 29, no. 3, Berlin, pp 1398-1406, 2014.
  • IEEE PC57.149/D8, Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for Oil Immersed Transformers, 2012.
  • IEC 60076-18, Power transformers – Part 18: Measurement of frequency response,2012.
  • CIGRE Working Group A2.26, “Mechanical-condition assessment of transformer
    windings using frequency response analysis”, 2008.
  • CIGRE Working Group A2,53 “Advances in the interpretation of transformer Frequency Response Analysis (FRA)”, Reference 812, September, 2020.
  • J.R. Secue, E. Mombello, Sweep frequency response analysis (SFRA) for the assessment of winding displacements and deformation in power transformers, Electric Power Systems Research, vol. 78, pp. 1119–1128, 2008
  • A. Abbasi, M. Mahmoudi, Diagnosis and Clustering of Power Transformer Winding Fault Types by Cross-Correlation and Clustering Analysis of FRA Results, IET Generation, Transmission & Distribution, vol: 12, pp. 4301-4309, 2018.
  • A. Pandya, B. Parekh, Interpretation of Sweep Frequency Response Analysis (SFRA) trace for the open circuit and short circuit winding fault damages of the power transformer, Electrical Power and Energy Systems, vol. 62, pp. 890–896, 2014.
  • Akshay A. Pandya, B.R. Parekh, Interpretation of Sweep Frequency Response Analysis (SFRA) traces for the open circuit and short circuit winding fault damages of the power transformer, vol. 62, pp. 890–896, 2014.
  • Jian Sun, Qing Yang, PeiyuSu,Shilin Wu, Song Chen, Lewei He, Diagnosis of winding fault in three-winding transformer using lightning impulse voltage, Electric Power Systems Research, vol. 175, pp. 1–9, 2019.
  • Ni Jianqiang, Zhao Zhongyong, Tan Shan, Chen Yu, Yao Chenguo, Tang Chao, The actual measurement and analysis of transformer winding deformation fault degrees by FRA using mathematical indicators, Electric Power Systems Research, vol. 184, pp. 1–11, 2020.
    Ali Reza Abbasi, Mohammad Reza Mahmoudi, Application of statistical control charts to discriminate transformer winding defects, Electric Power Systems Research, vol. 191, pp. 1–11, 2021.
  • Reza Khalili Senobari, JavadSadeh, Hossein Borsi, Frequency response analysis (FRA) of transformers as a tool for fault detection and location: A review, vol. 155, pp. 172–183, 2018.
  • Janneth R. Secue, Enrique E. Mombello, New SFRA measurement interpretation methodology for the diagnosis of power transformers, Electrical Engineering, vol. 96, pp. 183–198, 2014.
  • Hossein Ahmadi, BehroozVahidi, Amin Foroughi Nematollahi, A simple method to detect internal and external short-circuit faults, classify and locate different internal faults in transformers, Electrical Engineering, vol. 96, pp. 183–198, 2014.
  • M. R. Schroeder, New Method of Measuring Reverberation Time, The Journal of the Acoustical Society of America 37(6):409-412, March 1965, DOI: 10.1121/1.1909343.
  • A Papoulis, Circuits and Systems: A Modern Approach, Oxford University Press. June 8, 1995.
  • G.V. Stan, J. J. Embrechts, D. Archambeau, Comparison of different impulse response measurement techniques, Journal of the Audio Engineering Society 50(4):249-262, April 2002,
  • Tehnička dokumentacija proizvođača Doble M5400 SFRA Analyzer, dostuono na: https://www.doble.com/product/m5400/, pristupano 19.6.2021.
  • Tehnička dokumentacija proizvođača UR22 Sound Card, dostupno na http://download.steinberg.net/downloads_hardware/UR22/UR22_documentation/UR22_O perationManual_en.pdf, pristupano 19.6.2021.
  • S. M. Al-Ameri, M. S. Kamarudin, S. Muhammad, et. al., Interpretation of Frequency Response Analysis for Fault Detection in Power Transformers, Applied Sciences, vol. 11, no. 7, 2021.