عنوان پایان‌نامه
بهبود مدل حرارتی ترانسفورماتور به منظور طراحی رله جامع حفاظت اضافه بار
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3040;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77642;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3040;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77642
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهدی گلچوب فیروزجایی
- استاد راهنما
- مجید صنایع پسند, مهدی داورپناه
- چکیده
- با افزایش روزافزون تقاضای توان، جریان عبوری از ترانسفورماتورها افزایش یافته و در نتیجه در برخی از شرایط بهره‌برداری ممکن است جریان ترانسفورماتور، بیشتر از مقدار نامی شود. هزینه زیاد احداث پست و خطوط انتقال، انگیزه خوبی است که از ترانسفورماتورهای موجود تا حداکثر مقدار ممکن بهره‌برداری شود که البته ممکن است باعث بالا رفتن دمای ترانسفورماتور گردد. نکته قابل توجه این است که وقتی دمای عایق ترانسفورماتور کمی بیش از مقدار مجاز آن باشد، باعث کاهش شدید عمر مفید عایق ترانسفورماتور می‌شود. بعلاوه در صورت تجاوز قابل توجه دمای عایق از مقدار مجاز، خطر تجزیه روغن و ایجاد حجم زیاد گاز آزاد در روغن نیز وجود داشته که می‌تواند منجر به شکست عایقی داخل ترانسفورماتور شود. بنابراین لازم است پیش از رسیدن دمای عایق به مرز بحرانی، در صورت نیاز با حذف بار یا خروج ترانسفورماتور از مدار، به حل این مشکل کمک کرد. دمای داغ‌ترین نقطه در ترانسفورماتور در تعیین مقدار جریان مجاز این تجهیز از اهمیت بسزایی برخودار است. برای تعیین دمای نقطه داغ ترانسفورماتور می‌توان از روش انداز‌گیری مستقیم یا مدل حرارتی ترانسفورماتور استفاده کرد که در این پایان نامه روی اندازه‌گیری با استفاده از مدل حرارتی بحث شده است. مدل‌های حرارتی موجود در استانداردهای مختلف ایده آل هستند و اثراتی مثل عدم تعادل بار، هارمونیک جریان، تابش خورشید و غیره در آن دیده نشده است. بنابراین در این پایان‌نامه روی اصلاح مدل حرارتی تمرکز شده است و اثراتی مانند اثر هارمونیک جریان و تابش خورشید و عدم تعادل بار بر روی مدل حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. نکته دیگری که در تعیین دمای نقطه داغ ترانسفورماتور اهمیت دارد پارامترهای حرارتی موجود در مدل حرارتی آن می‌باشد که در ترانسفورماتورهای مختلف با ظرفیت‌ها و سیستم‌های خنک کننده مختلف، متفاوت می‌باشند. لذا با توجه به اهمیت پارامترهای مدل حرارتی در تعیین دمای بخش‌های مختلف ترانسفورماتور در این پایان‌نامه روش جدیدی برای تخمین این پارامترها ارائه شده است که با عنوان روش تخمین پارامترهای حرارتی زمان غیر حقیقی از آن یاد می‌شود.
- Abstract
- Continually increase in power consumption causes higher transformer current such that the current may exceed the rated one. Meanwhile, construction of new substations and transmission lines imposes heavy financial burdens on utilities. Under such a condition, existing transformers should be exploited up to their maximum thermal capacities. However, transformer insulation system higher temperature leads to accelerated ageing, particularly in paper-type insulations. In addition, when the temperature considerably increases from its associated acceptable threshold, transformer oil would be decomposed and free bubbles would be produced. In this case, insulation breakdown inside the transformer is very likely. Therefore, the problem should be tackled using load shedding strategy or even transformer outage before reaching to the corresponding critical temperatures. Hot spot temperature is a very important factor to determine maximum transformer loading. There are two approaches to obtain the hot spot temperature: the first approach is direct measurement of temperature, and another one is calculation based on the transformer thermal model, which is utilized in this thesis. Thermal models proposed by IEC and IEEE standards are relatively simple due to neglecting unbalance conditions and harmonics. This thesis focuses on modifying the transformer thermal model by considering influences of current harmonics, sun irradiations, and unbalanced loads on the thermal model. Moreover, a novel approach is proposed to determine parameters of the thermal model using loading data that can be easily gathered during the transformer operation period. It should be noted that the proposed approach does not require any new sensor inside the transformer. Keywords: Transformer thermal model, hot spot temperature, parameter estimation, insulation aging, current harmonic, unbalanced load, sun irradiation.
