عنوان صفحه1-مقدمه.. 11-1- مقدمه.. 11-2- بیان مسئله.. 21-3- مروری بر مقالات.. 31-4- ساختار پایاننامه.. 62- عوامل خرابی ترانسفورماتور و روشهای تشخیص آنها.. 82-1- عوامل خرابی ترانسفورماتور.. 82-1-1- عوامل خرابی از نگاه سیستمی.. 82-1-2- عوامل خرابی از نگاه مکان خطا.. 92-2- اجزای ترانسفورماتور و نقش آنها در بروز خطا.. 102-2-1- خطاهای مربوط به تانک.. 112-2-2- خطاهای مربوط به هسته.. 112-2-3- خرابی تپچنجر زیر بار.. 122-2-4- خرابی بوشینگ.. 122-2-5- خرابیهای سیمپیچ.. 123- مدلسازی ترانسفورماتور.. 173-1- تاریخچه مدلسازی ترانسفورماتور.. 173-2- کاربرد مدلهای ترانسفورماتور.. 183-2-1- تحلیل گذرای سیمپیچ.. 183-2-2- تحلیل گذرای سیستم.. 183-2-3- مکانیابی تخلیه جزیی.. 183-2-4- تحلیل پاسخ فرکانسی.. 193-3- انواع مدلهای ترانسفورماتور.. 193-3-1- مدل خط انتقال.. 203-3-2- مدل اندوکتانس نشتی.. 203-3-3- مدل مبتنی بر اصل دوگان.. 203-3-4- مدل میدان الکترومغناطیسی.. 213-3-5- مدل مقاومت اندوکتانس و ظرفیت خازنی هندسی (RLC)(متمرکز) 213-4- مدل متمرکز الکتریکی.. 213-5- محاسبه پارامترهای مداری مدل متمرکز.. 233-5-1- اندوکتانس.. 243-5-2- مقاوت سیمپیج.. 283-5-3- خازن.. 303-5-4- تلفات دی الکتریک.. 374- پاسخ فرکانسی.. 394-1- مقدمه.. 394-2- تحلیل پاسخ فرکانسی.. 394-2-1- ضربه ولتاژ پایین.. 404-2-2- تحلیل جاروب پاسخ فرکانسی.. 404-3- تابع تبدیل.. 414-4- آرایشهای مختلف تست پاسخ فرکانسی.. 424-4-1- تست نوع اول.. 424-4-2- تست نوع دوم.. 424-4-3- تست نوع سوم.. 434-4-4- تست نوع چهارم.. 434-5- تحلیل مداریمدل متمرکز.. 434-5-1- مدل متغیر حالت.. 464-5-2- تعیین تابع تبدیل.. 475- آنالیز خطا.. 495-1- مقدمه.. 495-2- پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در حالت سالم.. 495-2-1- تست نوع اول برای سیمپیچ فشارقوی.. 495-2-2- تست نوع سوم.. 505-3- روش تحلیل اندازهگیریهای FRA.. 515-3-1- رنج فرکانسی پایین.. 515-3-2- رنج فرکانسی متوسط.. 515-3-3- رنج فرکانسی بالا.. 515-4- آنالیز حساسیت.. 525-4-1- تغییر فاصله بین دیسکی.. 525-4-2- اثرتغییرات شعاع.. 545-5- اثر عیوب بر نحوه تغییر پاسخ فرکانسی.. 565-5-1- تغییرات شعاعی.. 575-5-2- خطایجابهجایی محوری.. 595-5-3- تغییر فضای بین دیسکها.. 605-5-4- خطایاتصال حلقه.. 615-6- دیاگرام ولتاژ- جریان.. 626- الگوریتم های طبقه بندی.. 656-1- مقدمه.. 656-2- انتخاب سیستم خبره.. 666-2-1- شبکههای عصبی.. 666-2-2- درخت تصمیم.. 676-3- شاخصها.. 726-3-1- شاخصهای آماری.. 736-3-2- شاخصهای سیگنالی.. 746-4- پیادهسازی درخت تصمیم به منظور طبقهبندی خطا در ترانسفورماتور.. 766-4-1- سناریو اول.. 776-4-2- سناریو دوم.. 827- نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 887-1- نتیجه‌گیری.. 887-2- پیشنهادات.. 90پیوست الف- وابستگی نفوذپذیری مغناطیسی با فرکانس.. 91پیوست ب- محاسبه ظرفیت خازنی سری در سیمپیج دیسکی.. 93ب- 1: ظرفیت خازنی معادل دور به دور در یک دیسک.. 93ب- 2: ظرفیت خازنی معادل دیسک به دیسک.. 93پیوست ج- تحلیل مداری مدل متمرکز.. 95ج-1- معادله دیفرانسیل برای ظرفیت خازنی.. 95ج-2- معادله دیفرانسیل برای اندوکتانس.. 95ج-3- محاسبات ولتاژی و جریانی.. 96ج-4- تعریف ماتریسهای عناصر مداری با توجه به درخت.. 97پیوست د- آشنایی با عملکرد درخت تصمیم.. 101پیوست ی- مشخصات فنی ترانسفورماتور.. 106 فهرست علايم و نشانههاعنوان علامت اختصاريشار ماکزیممولتاژ اعمالی به سیمپیچفرکانستعداد دورهای سیمپیچ فشار قویتعداد دورهای سیمپیچ فشارضعیفنیروی الکترومغناطیسیطول مسیر مغناطیسیجریان سیمپیچچگالی شارمقاومت سری فشارقویمقاومت سری فشارضعیفاندوکتانس مرکب سری فشارقویاندوکتانس مرکب سری فشارقویظرفیت خازنی سری سیمپیچ فشارقویظرفیت خازنی سری سیمپیچ فشارضعیفظرفیت خازنی موازی سیمپیچ فشارقوی با زمینظرفیت خازنی موازی سیمپیچ فشارضعیف با زمینظرفیت خازنی بین سیمپیچهای فشارقوی X , Yظرفیت خازنی بین سیمپیچهای فشارقویY , Zرلوکتانس مدارمغناطیسیسطح مقطع متوسط هستهضریب نفوذپذیری مغناطیسی هستهاندوکتانس فاز Xرلوکتانس بخش مغناطیسیبخش مغناطیسی اندوکتانس فاز Xطول مسیر مغناطیسی ستون هستهطول مسیر مغناطیسی یوغ هستهاندوکتانس نشتی کلی فاز Xاندوکتانس کل(مغناطیسی و نشتی) فاز Xضریب پراکندگیثابت نسبت مقیاسنفوذپذیری مختلط مغناطیسینفوذپذیری مغناطیسی نسبیثابت انتشارضخامت ورقه هستهبخش حقیقی نفوذپذیریبخش حقیقی نفوذپذیریامپدانس سیمپیچ با هسته هواییمقاومت سیمپیچ با هسته هواییاندوکتانس با هسته هواییرلوکتانس کویل فاز Xرلوکتانس پنجره هسته رلوکتانس مغناطیسی بخش پنجره هستهشعاع سیمپیچ i اماتفاع بین دو سیمپیچمقاومت پوستیمقاومت مستقیممقاومت مجاورترساناییعمق نفوذضریب گذردهی الکتریکی خلاضریب گذردهی نسبی الکتریکی محیطارتفاع تغییر یافته سیمپیچشعاع داخلی سیمپیچشعاع خارجی سیمپیچضریب گذردهی الکتریکی مختلطتعداد طبقات مدل الکتریکی متمرکزظرفیت خازنی بین دورهای یک دیسکظرفیت خازنی بین دورهای یک دیسکضخامت هادی در هر دیسکتعداد دورهای یک دیسکتعداد دیسکهای ادغام شدهمقاومت سری در مدل متمرکزمقاومت سری تبدیل شدهکنداکتانس موازی در مدل متمرکزآنتروپیآنتروپی نرمالیزه شدهانرژیانرژی نرمالیزه شدهمرکز ثقل بیضی فهرست جدولهاعنوان صفحهجدول 3‑1: ماتریس اندوکتانس ترانسفورماتور سه فاز.. 25جدول 3‑2: مقادیر گذردهی الکتریکی مواد در 2محیط روغنی و بیروغن[8].. 33جدول 6‑1: مقادیر نرمالیزه شده ویژگی های مورد استفاده - یک حالت برای هر خطا.. 78جدول 6‑3: مقایسه شش درخت تصمیم.. 86 فهرست شکلهاعنوان صفحهشکل 2‑1: میزان تاثیر اجزای ترانسفورماتور در رخداد خطا]2[11شکل 2‑2: شماتیک ترانسفورماتور سه ستونه با اتصال حلقه[37] 13شکل 2‑3: توزیع شار نشتی و نیروهای شعاعی و محوری ایجاد شده توسط آن.. 14شکل 2‑4: برش از بالا- نیروی وارده بر استوانه سیمپیچ.. 14شکل 2‑5: تغییر شکل-سمت راست: Free- سمت چپ: Force. 15شکل 2‑6: جابه جایی محوری سیم پیچ ها نسبت به هم.. 15شکل 2‑7: تغییر فضای بین دو دیسک متوالی.. 16شکل 3‑1: اولین مدل ترانسفورماتور[40].. 17شکل 3‑2: مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور برای فاز X[46]22شکل 3‑3: مدار مغناطیسی معادل ترانسفورماتور سه فاز.. 24شکل 3‑4: وابستگی مقادیر حقیقی و موهومی نفوذپذیری مغناطیسی به فرکانس.. 26شکل 3‑5: توزیع چگالی شار مغناطیسی در پنجره هسته(از سمت فشارضعیف به طرف فشارقوی)[35].. 28شکل 3‑6: بخشهای iام و jام سیمپیچ.. 28شکل 3‑7: مقاومت کل متغیر با فرکانس سیمپیچ فشارقوی.. 30شکل 3‑8: برش از بالا- نحوه قرارگیری سیم پیچ ها و تانک ترانسفورماتور.. 30شکل 3‑9: خازن استوانهای.. 31شکل 3‑10: سیستم عایقی بین سیم پیچ فشارقوی و فشارضعیف.. 32شکل 3‑11: مدل ساده شده سیستم عایقی.. 32شکل 3‑12: برش بالای استوانه های موازی.. 33شکل 3‑13: هادی استوانه ای در برابر صفحه زمین شده.. 34شکل 3‑14: ظرفیت های خازنی دوربهدور و دیسک به دیسک در سیم پیچی دیسکی[46].. 35شکل 3‑15: یک جفت دیسک سیمپیچ فشارقوی[46].. 36شکل 3‑16: سیستم عایقی ساده شده بین دیسکی[53].. 36شکل 3‑17: مدار ساده شده به منظور محاسبه ظرفیت خازنی سری.. 37شکل 4‑1: پیکربندی تست نوع اول[52].. 42شکل 4‑2: پیکربندی تست نوع سوم[52].. 43شکل 4‑3: درخت نرمال توصیفی مدل متمرکز الکتریکی ترانسفورماتور[46] 44شکل 5‑1: پاسخ فرکانسی برای فازهاي A و B در حالت سالم در تست نوع اول.. 50شکل 5‑2: پاسخ فرکانسی برای فازهاي A و B در حالت سالم در تست نوع سوم.. 51شکل 5‑3: اثر افزایش فاصله بین دیسکی بر پاسخ فرکانسی.. 53شکل 5‑4: اثر کاهش فاصله بین دیسکی بر پاسخ فرکانسی.. 53شکل 5‑5: اثر افزایش شعاع سیم پیچ فشارقوی بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی.. 54شکل 5‑6: اثر کاهش شعاع هر دو سیمپیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی.. 55شکل 5‑7: اثر افزایش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی میانی.. 55شکل 5‑8: اثر افزایش شعاع هر دو سیم پیچ بر پاسخ فرکانسی در رنج فرکانسی بالا.. 56شکل 5‑9: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، تغییر شکل درجه یک و درجه دو.. 58شکل 5‑10: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور تست نوع اول فاز A در حالت سالم، جابه جایی شعاعی درجه یک و درجه دو.. 59شکل 5‑11: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، جابهجایی محوری به میزان 100 میلیمتر در دو جهت بالا و پایین.. 60شکل 5‑12: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، تغییر فضای بین دیسکی در دیسکهای بالایی و میانی به میزان 75 درصد ارتفاع اولیه بین دیسکها.. 61شکل 5‑13: پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در تست نوع اول برای فاز A در حالت سالم، اتصال کوتاه ده دور در دیسک اول و ده دور در دیسکهای اول به همراه میانی.. 62شکل 5‑14: دیاگرام ولتاژ- جریان.. 63شکل 5‑15: دیاگرام ولتاژ-جریان برای حالت سالم و دو حالت معیوب با 20 و 30 درصد از دور اتصال کوتاه شده.. 64شکل 6‑1: درخت تصمیم نمونه.. 68شکل 6‑2: فایل متنی برای نرم افزار Weka. 72شکل 6‑3: فلوچارت طبقه بندی.. 76شکل 6‑4: ساختار سه درخت تصمیم متفاوت با ورودی های متفاوت 78شکل 6‑5: درخت تصمیم اول- با هشت ورودی: مقادیر آستانه به ترتیب 80شکل 6‑6: درخت تصمیم دوم- با دو ورودی: مقادیر آستانه به ترتیب 81شکل 6‑7: درخت تصمیم سوم- با ده ورودی: مقادیر آستانه به ترتیب :82شکل 6‑8: ساختار سه درخت تصمیم متفاوت با ورودی های متفاوت 83شکل 6‑9: درخت تصمیم با 32 ورودی : مقادیر آستانه پارامترهابه ترتیب :84شکل 6‑10: درخت تصمیم با 8 ورودی : مقادیر آستانه پارامترها: ترتیب :85شکل 6‑11: درخت تصمیم با چهل ورودی: مقادیر آستانه ترتیب :86 1- مقدمهیکی از سیستمهای مهم و پیچیده کهتاکنون ساخته شده است، سیستم قدرت میباشد. سیستم الکتریکی قدرت نقش کلیدی در جوامع مدرن بازی میکند. ترانسفورماتورهای قدرت[1] یکی از مهمترین اجزا در هر سیستم قدرتی میباشند. در حقیقت ترانسفورماتورهای قدرت، نقش لینک ارتباطی بین بخش تولید و انتفال را بر عهده دارند و هر گونه خروج عدم برنامهریزیشده آن، باعث قطع توان و خاموشی میشود. ترانسفورماتورهای قدرت تحت شرایط بهرهبرداری و محیطی مختلف، دچار آسیبهای متفاوتی میشوند. بعضی از این خطاها و آسیبها بسیار شدید بوده و ادوات حفاطتی ترانسفورماتور را وادار به عملکرد کرده و به یکباره ترانسفورماتور را از مدار خارج میکنند درحالیکه بعضی از خطاها این شدت را نداشته و ادوات حفاظتی به راحتی قادر به تشخیص آنها نخواهند بود. این دسته از خطاها در سیستم عایقی، سیمپیچها و هسته ترانسفورماتورهای قدرت رخ داده که تشخیص آنها مشکل میباشد.از همینرو به منظور ارزیابی وضعیت ترانسفورماتورهای قدرت، تستها و آزمایشهای مختلفی به صورت برنامهریزیشده مبتنی بر زمان بر روی آنها انجام میگیرد. اکثر این تستها در حالت نابهنگامانجام شده واین مستلزم خروج ترانسفورماتور از مدار بوده که از نظر قابلیت اطمینان سیستم و هزینههای مربوط به قطع توان و خاموشی، بهینه و منطقی نمیباشد. به دلیل اهمیت ترانسفورماتورهای قدرت و مشکل موجود در تستهای آفلاین، بهرهبرداران به انجام تستها و تشخیص خطا به صورت بهنگام رویآوردند تا بهطور دائم از وضعیت جاری ترانسفورماتور آگاهی داشته و از خروج غیربرنامهریزی شده ترانسفورماتور جلوگیری کنند و هزینههای خروج را کاهش دهند.