АУТОР(И) / AUTHOR(S): Đorđe Dukanac
DOI: 10.46793/EEE24-3.11D
САЖЕТАК / ABSTRACT:
U ovom radu je pomoću šest simulacijskih modela energetskog transformatora ispunjenih mineralnim uljem detaljno analizirano prostiranje UHF elektromagnetskih (EM) talasa i određivanje mesta parcijalnih pražnjenja u energetskom transformatoru. Ispitano je pet modela različite složenosti u Ansys HFSS-u i jedan pojednostavljeni model u MATLAB-u. Na osnovu rezultata njihovog poređenja izvedeni su odgovarajući zaključci. U modelima u Ansys HFSS-u uzeti su različiti činioci u obzir, uključujući broj i vrstu prisutnih komponenti transformatora. Ovi činioci bili su: 1) refleksije talasa od čeličnog suda, 2) refleksije talasa od i difrakcije oko magnetnog jezgra, 3) refleksije talasa od i difrakcije oko i kroz trofazne namotaje i 4) međusobni položaji i orijentacije prijemnih antena prema predajnoj anteni. Oni su uticali na: a) izobličenja, veličine i kašnjenja prvih vrhova, i b) amplitude prvih paketa signala na različito postavljena četiri UHF davača, u odnosu na zamišljeni model kada je sud energetskog transformatora providan. Za izvor parcijalnih pražnjenja i UHF davače korišćene su dipolne antene. U modelu u MATLAB-u izvor je tačkast, dok su davači predstavljeni svojim faznim centrima. Pomoću modela u MATLAB-u procenjen je uticaj nesavršenih međusobnih položaja i prostorno nesimetričnih dijagrama ukupnih dobitaka predajne antene i prijemnih antena u modelima u Ansys HFSS-u, u pogledu dodatnog slabljenja prijemnih signala na davačima. Dimenzije suda i položaji izvora parcijalnih pražnjenja i UHF davača u modelima u Ansys HFSS-u bili su isti kao oni u MATLAB modelu.
КЉУЧНЕ РЕЧИ / KEYWORDS:
parcijalna pražnjenja, prostiranje signala, energetski transformator, UHF davač, prvi vrh, položaj izvora
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES:
- Dukanac, Đ. Otkrivanje i analiza signala parcijalnih pražnjenja u energetskom transformatoru UHF metodom, Energija, ekonomija, ekologija, 22, No. 1-2, pp. 96-101, 2020. https://doi.org/10.46793/EEE20-1-2.096D
- Dukanac, D. Analysis of partial discharge signal detected by the UHF sensor in the power transformer, in Proc. 3rd CIGRE SEERC Online-Conference, Vienna, Austria, pp. 1–9, paper no. 1189, 30 November, 2021.
- Dukanac, D. Extraction of partial discharge signal in predominant VHF range in the presence of strong noise in power transformer, Electrical Engineering, Vol. 105, No. 5, pp. 3001-3018, 2023. https://doi.org/10.1007/s00202-023-01855-x
- Dukanac, D. Application of UHF Method for Partial Discharge Source Location in Power Transformers, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 25, No. 6, pp. 2266-2278, 2018. https://doi.org/10.1109/TDEI.2018.006996
- Dukanac, Đ. Lociranje parcijalnih pražnjenja u energetskom transformatoru primenom UHF tehnike, Energija, ekonomija, ekologija, Vol. 23, No. 2, pp. 73-78, 2021. https://doi.org/10.46793/EEE21-2.73D
- Beura, C. P., Beltle, M., Tenbohlen S. Positioning of UHF PD Sensors on Power Transformers Based on the Attenuation of UHF Signals, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 34, No. 4, pp. 1520-1529, 2019. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2019.2909588
- Jangjoo,A., Allahbakhshi, M., Mirzaei, H.R. UHF sensors positioning on the power transformer tank to enhance the partial discharge localization accuracy, Electric Power Systems Research, Vol. 218, Article 109174, 2023. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2023.109174
- Umemoto,, Tenbohlen, S. Novel Simulation Technique of Electromagnetic Wave Propagation in the Ultra High Frequency Range within Power Transformers, Sensors, Vol. 18, No. 12, pp. 4236, 2018. https://doi.org/10.3390/s18124236
- Xu, B., Li, Y., Zhao, J., Wang, X., Zhang, R. Simulation of propagation characteristic of ultra high frequency signals in power transformers using finite difference time domain method, in Proc. 5th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT), Changsha, China, p 1591-1594, 26-29 November 2015. https://doi.org/10.1109/DRPT.2015.7432496
- Shirdel, N., Akbari, A., Mirzaei, H.R., Abrishamian, M.S. Three-Dimensional Simulation of UHF Signal Propagation in Transformer using FDTD Method, in Proc. International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives, Torremolinos (Málaga), Spain, pp. 1–6, 11-13 May 2011. https://doi.org/10.1109/PowerEng.2011.6036463
- Nobrega, L. A. M. M., Costa, E. G., Serres, A. J. R., Xavier, G. V. R., Aquino, M. V. D. UHF Partial Discharge Location in Power Transformers via Solution of the Maxwell Equations in a Computational Environment, Sensors, Vol. 19, No. 15, pp. 3435-3448, 2019. https://doi.org/10.3390/s19153435
- Liu, M., Li, Y., Zhou, Q., Yan, N., Zou, J. Study of EM Wave Propagation for Transformer PD Monitoring Using FDTD Method, Advanced Materials Research, Vol. 614/615, pp. 1153-1157, 2013. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.614-615.1153
- Dukanac, D. Determination of the Location of Partial Discharges in the Power Transformer Model Using UHF Sensors, in Proc. 4th CIGRE SEERC Conference, Istanbul, Türkiye, pp. 192-202, Art. ID: 87, 11-12 October 2023.
- Dukanac, Đ. Power Transformer Numerical Modelling to Locate Partial Discharge Source Using the UHF Technique, B&H Electrical Engineering, Vol. 17, No. 2, pp. 24–31, 2023. https://sciendo.com/pl/article/10.2478/bhee-2023-0009 [pristupljeno 06.03.2024]
- Dukanac, Đ. Analiza uticaja aktivnih delova energetskog transformatora na prostiranje signala od izvora parcijalnih pražnjenja ka UHF davačima, Energija, ekonomija, ekologija, Vol. 24, No. 1, pp. 74-80, 2022. https://doi.org/10.46793/EEE22-1.74D
- Dukanac, Đ. Numeričko modelovanje energetskih transformatora u svrhu procene mesta parcijalnih pražnjenja UHF metodom, in Proc. savjetovanje BH K/O CIGRE, Neum, Bosna i Hercegovina, strane 1–10, R.A2.01., 22–25.10.2023.