Frequency Response Analysis (FRA) has been growing in popularity in recent times as a tool to detect mechanical deformation within power transformers. To conduct the test, the transformer has to be taken out of service which may cause interruption to the electricity grid. Moreover, because FRA relies on graphical analysis, it calls for an expert person to analyse the results as so far, there is no standard code for FRA interpretation worldwide. In this paper an online technique is introduced to detect the internal faults within a power transformer by considering the voltage-current (V-I) locus diagram as a transformer fingerprint that can be measured every cycle to provide a current state of the transformer. The technique does not call for any special equipment as it uses the existing metering devices attached to any power transformer to monitor the input voltage, output voltage and the input current at the power frequency and hence online monitoring can be realised. Various types of faults have been simulated to assess its impact on the proposed locus. A Matlab code based on digital image processing is developed to calculate any deviation of the V-I locus with respect to the reference one and to identify the type of fault. The proposed technique is easy to implement and automated so that the requirement for expert personnel can be eliminated

چکیده

اخیرا، محبوبیت تحلیل پاسخ فرکانسی (FRA) به عنوان ابزاری برای تشخیص تغییر شکل مکانیکی ترانسفورماتور قدرت افزایش یافته است. برای انجام این تست باید ترانسفورماتور از سرویس خارج شود که ایجاد وقفه در شبکه برق خواهد شد. علاوه­بر این، از آنجایی که تحلیل FRA به تحلیل گرافیکی وابسته است و هیچ کد استانداردی برای تفسیر FRA در دنیا وجود ندارد، برای تحلیل نتایج آن به یک فرد خبره نیاز است. در این مقاله، یک تکنیک آن-لاین برای تشخیص خطاهای داخلی ایجاد شده در یک ترانسفورماتور قدرت معرفی شده است. در این روش، نمودار مکان هندسی ولتاژ-جریان (V-I)، به عنوان شناسه ترانسفورماتور در نظر گرفته شده است و برای تعیین وضعیت فعلی ترانسفورماتور در هر دوره می توان از آن استفاده کرد. استفاده از این تکنیک نیازمند تجهیزات خاص نیست؛ زیرا از دستگاه های اندازه­گیری موجود نصب شده بر روی ترانسفورماتور قدرت برای مانیتور کردن ولتاژ ورودی، ولتاژ خروجی و جریان ورودی در فرکانس قدرت استفاده می کند و در نتیجه، مانیتورینگ آن-لاین تحقق می یابد. برای ارزیابی اثرات خطا بر مکان هندسی پیشنهادی، انواع مختلف خطا شبیه سازی شده است. برای محاسبه هرگونه انحراف از مکان هندسی V-I مرجع و تشخیص نوع خطا، یک کد متلب بر اساس پردازش تصویر دیجیتال نوشته شده است. پیاده سازی روش پیشنهادی ساده بوده و به صورت خودکار انجام می شود و درنتیجه، نیاز به بکارکیری پرسنل خبره از میان خواهد رفت.

1-مقدمه

ترانسفورماتورهای قدرت، رابط های حیاتی شبکه های توزیع و انتقال هستند. خطاهای ترانسفورماتورهای در حال سرویس نه تنها به قطعی های گسترده منجر می شود، بلکه، می تواند به تعمیرات هزینه بر و صدمات جدی بالقوه یا از بین رفتن کامل آن منجر شود. اکثر ترانسفورماتورهایی که امروزه درحال کار در سراسر دنیا هستند، از سال 1980 نصب شده اند و درنتیجه، تقریبا تعداد زیادی از آنها نسبت به عمری که برای آن طراحی شده اند بیشتر کار کرده اند که این موضوع، احتمال بروز خطا در ترانسفورماتور را افزایش می دهد...