X
تبلیغات
رایتل

دانلود پایان نامه های رشته حسابداری همه گرایش ها

دانلود متن کامل پایان نامه های رشته حسابداری همه گرایش ها با فرمت ورد- کارشناسی ارشد اقتصاد حسابداری مدیریت مالی دولتی صنعتی بانکی بیمه مالیاتی پیمانکاری تعهدی تورمی بورس

دانلود فایل - پایان نامه ایرانداک

3-5-6- دمای محیط ……………………………………………………………………………………………………………… 61 3-5-7- تاثیر جریان هجومی بر عمر ترانسفورمر …………………………………………………………………………….. 63 3-6- جمع‌بندی …………………………………………………………………………………………………………………… 64 فصل چهارم: شبیه‌سازی و تحلیل نتایج 65 4-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 66 4-2- مدل سازی ترانسفورمرها ………………………………………………………………………………………………….. 66 فهرست مطالب عنوان صفحه 4-3- داده های بارگذاری ترانسفورمر …………………………………………………………………………………………… 67 4-4- داده های دمای محیط ………………………………………………………………………………………………………. 68 4-5- داده …

  

متن کامل پایان نامه را در سایت منبع fuka.ir می توانید ببینیدفهرست مطالب
عنوان صفحه
3-4-2-هسته و سیم پیچ ………………………………………………………………………………………………………… 27
3-4-3-عایق ………………………………………………………………………………………………………………………. 228
3-4-4-تلفات توان در ترانسفورمرها …………………………………………………………………………………………… 28
3-4-5- اثرات انتقال حرارت ……………………………………………………………………………………………………. 29
3-4-6-دماها و استاندارد های IEEE ………………………………………………………………………………………….. 31
3-4-7- بار گذاری ترانسفورمر های بیش از توان نامی ……………………………………………………………………. 32
3-4-8-فرسایش عایقی ………………………………………………………………………………………………………….. 32
3-4-9-دمای نقطه داغ ترانسفورمر ……………………………………………………………………………………………… 36
3-5- روش جدید پیشنهادی ……………………………………………………………………………………………………… 41
3-5-1- مدل مارکوف سیستم دو ترانسفورمر موازی همزمان تحت بهره برداری-روش متداول بهره برداری از پست با دو ترانسفورمر موازی …………………………………………………………………………………………………………….. 42
3-5-2-مدل مارکوف سیستم در دوره عمر مفید برای یک سیستم دو ترانسفورمری با یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری به کار – روش جدید بهره برداری از پست با دو ترانسفورمر موازی ………………………………………………… 43
3-5-3- احتمال استقرار در حالت های مختلف فضای حالت مارکوف بر حسب زمان …………………………………. 45
3-5-4- محاسبات اقتصادی جهت تصمیم گیری زمان اعمال روش جدید بهره برداری …………………………………. 47
3-5-5- قابلیت اطمینان ترانسفورمر ……………………………………………………………………………………………. 51
3-5-6- دمای محیط ……………………………………………………………………………………………………………… 61
3-5-7- تاثیر جریان هجومی بر عمر ترانسفورمر …………………………………………………………………………….. 63
3-6- جمع‌بندی …………………………………………………………………………………………………………………… 64
فصل چهارم: شبیه‌سازی و تحلیل نتایج 65
4-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 66
4-2- مدل سازی ترانسفورمرها ………………………………………………………………………………………………….. 66
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-3- داده های بارگذاری ترانسفورمر …………………………………………………………………………………………… 67
4-4- داده های دمای محیط ………………………………………………………………………………………………………. 68
4-5- داده های جریان هجومی ترانسفورمر …………………………………………………………………………………….. 69
4-6- نتایج شبیه سازی …………………………………………………………………………………………………………… 70
4-6-1- محاسبات اقتصادی جهت تصمیم گیری اعمال روش جدید بهره برداری ……………………………………….. 71
4-6-2- دوره فرسایش و اثر بارگذاری ………………………………………………………………………………………… 79
4-6-3- بررسی اثر جریان هجومی بر دمای نقطه‌ی داغ و ضریب تسریع فرسودگی در روش بهره‌برداری جدید …… 93
4-6-4- مقایسه‌ی عددی روش بهره‌برداری جدید و متداول …………………………………………………………………. 95
4-7- جمع‌بندی …………………………………………………………………………………………………………………… 96
فصل پنجم: جمع‌بندی، نتیجه گیری و پیشنهادات 98
5-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 99
5-2- نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………………. 99
5-3- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………………………. 100
منابع و مآخذ 102
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1- انواع سیستم های خنک کنندگی ترانسفورمر ……………………………………………………………………. 30
جدول 3-2- ضریب تسریع فرسودگی …………………………………………………………………………………………. 35
جدول 3-3- توان های استفاده شده در روابط تعیین دما ………………………………………………………………………. 41
جدول 4-1- مشخصات ترانسفورمر …………………………………………………………………………………………….. 67
جدول 4-2- خلاصه نتایج روش‌های مختلف بهره‌برداری …………………………………………………………………… 96
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 3-1- مدل فضای حالت مارکوف سیم پیچ ……………………………………………………………………………. 14
شکل 3-2- مدل فضای حالت مارکوف هسته، تانک و روغن ……………………………………………………………….. 15
شکل 3-3- مدل فضای حالت مارکوف کامل زیر سیستم 1 ………………………………………………………………… 16
شکل 3-4- مدل فضای حالت مارکوف معادل زیر سیستم 1 ……………………………………………………………….. 16
شکل 3-5- مدل فضای حالت مارکوف زیر سیستم 2 ……………………………………………………………………….. 17
شکل3-6- مدل کامل فضای حالت مارکوف دو گروه فن با زیر گروه ……………………………………………………. 19
شکل 3-7- مدل پنج حالته دو گروه فن با دو زیر گروه ……………………………………………………………………… 19
شکل 3-8- مدل فضای حالت مارکوف سایر اجزای سیستم خنک کننده ………………………………………………….. 21
شکل 3-9- مدل کامل فضای حالت مارکوف سیستم خنک کننده ………………………………………………………….. 22
شکل 3-10- مدل معادل سیستم خنک کننده (6 حالته) …………………………………………………………………….. 23
شکل 3-11- مدل سه حالته معادل زیر سیستم های 1و2 ……………………………………………………………………. 23
شکل 3-12- مدل کامل فضای حالت مارکوف و ترانسفورمر ………………………………………………………………. 24
شکل 3-13- مدل معادل فضای حالت مارکوف 11 حالته ترانسفورمر ……………………………………………………. 25
شکل 3-14- فضای حالت نهایی مارکوف دو حالته برای یک ترانسفورمر ……………………………………………….. 25
شکل 3-15-هسته ترانسفورمر سه فاز ………………………………………………………………………………………….. 27
شکل3-16-انواع سیستم های خنک کنندگی ………………………………………………………………………………….. 30
شکل3-17- عمر عایقی ترانسفورمر ……………………………………………………………………………………………. 33
شکل 3-18- ضریب تسریع فرسودگی ………………………………………………………………………………………… 34
شکل 3-19- فضای حالت ساده نشده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی همزمان در حالت کار …………………….. 42
شکل 3-20- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی با نرخ های برابر همزمان در حالت کار …. 43
شکل 3-21- فضای حالت ساده نشده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی مشابه در روش جدید …………………….. 43
شکل 3-22- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر مشابه در روش جدید …………………………….. 44
--------------------------------------------------- نکته مهم : هنگام انتقال متون از فایل ورد به داخل سایت بعضی از فرمول ها و اشکال (تصاویر) درج نمی شود یا به هم ریخته می شود یا به صورت کد نمایش داده می شود ولی در سایت می توانید فایل اصلی را با فرمت ورد به صورت کاملا خوانا خریداری کنید: سایت مرجع پایان نامه ها (خرید و دانلود با امکان دانلود رایگان نمونه ها) : elmyar.net --------------------------------------------------- شکل 3-23- منحنی وان حمام…………………………………………………………………………………………………. 51
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل3-24- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر موازی برای بدست آوردن قابلیت اطمینان ……… 52
شکل 3-25- فضای حالت ساده شده مدل مارکوف دو ترانسفورمر مشابه در سناریو جدید برای بدست آوردن قابلیت اطمینان …………………………………………………………………………………………………………………….. 52
شکل3-26- تابع چگالی احتمال نرمال ………………………………………………………………………………………. 55
شکل 3-27- مدل سیستم با دو عضو موازی یا یک عضو آماده به کار ………………………………………………….. 57
شکل 3-28- تغییرات (t)R با افزایش عمر………………………………………………………………………………….. 58
شکل 3-29- توزیع نرمال عمر ترانسفورمر………………………………………………………………………………….. 59
شکل 3-30- نسبت دما، پارامتری برای بدست آوردن دمای ساعتی ……………………………………………………… 62
شکل 4-1- نمودار بارگذاری ترانسفورمر نمونه در یک سال …………………………………………………………….. 67
شکل 4-2- دمای بیشینه و کمینه روزانه‌ی سال پایه ………………………………………………………………………… 68
شکل 4-3- دمای ساعتی سال پایه ……………………………………………………………………………………………. 69
شکل4-4- دسترس‌پذیری سیستم یک و دو ترانسفورمری …………………………………………………………………. 70
شکل 4-5- انرژی انتظاری تامین نشده در بارگذاری سبک – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و
هر دو در حال کار ………………………………………………………………………………………………………………… 71
شکل4-6- مجموع تلفات ترانسفورمرها در بارگذاری سبک – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار ……………………………………………………………………………………………………………… 72
شکل 4-7- مجموع هزینه انرژی انتظاری تامین نشده و تلفات در بارگذاری سبک – یک ترانسفورمر در حال کار و
دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار ………………………………………………………………………………………. 73
شکل 4-8- هزینه‌ی بهره برداری در بارگذاری سبک – روش بهره‌برداری جدید ………………………………………. 74
شکل 4-9- میزان بار پست در هر بار تغییر روش بهره‌برداری- بار گذاری سبک …………………………………….. 75
شکل 4-10- انرژی انتظاری تامین نشده در بارگذاری سنگین – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگریآماده به کار و
هر دو در حال کار ………………………………………………………………………………………………………………… 76
شکل 4-11- مجموع تلفات ترانسفورمرها در بارگذاری سنگین – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار ………………………………………………………………………………………………………… 77
شکل 4-12- مجموع هزینه انرژی انتظاری تامین نشده و تلفات در بارگذاری سنگین – یک ترانسفورمر در حال کار و دیگری آماده به کار و هر دو در حال کار……………………………………………………………………………….. 77
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4-13- هزینه‌ی بهره برداری در بارگذاری سنگین – روش بهره‌برداری جدید …………………………….. 78
شکل 4-14- میزان بار پست در هر بار تغییر روش بهره‌برداری- بار گذاری سنگین …………………………… 79
شکل 4-15- منحنی عمر باقیمانده بدون در نظر گرفتن اثر بارگذاری ……………………………………………… 80
شکل4-16- قابلیت اطمینان بدون در نظر گرفتن اثر بارگذاری در دوره فرسایش ………………………………… 81
شکل4-17- قابلیت اطمینان ترانسفورمر در دوره عمر نرمال ………………………………………………………… 81
شکل 4-18- قابلیت اطیمنان ترانسفورمر بدون در نظر گرفتن اثر بارگذاری ………………………………………. 82
شکل 4-19- منحنی عمر باقیمانده ترانسفورمر ها با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک- روش بهره برداری متداول …………………………………………………………………………………………………………………………. 83
شکل 4-20- قابلیت اطمینان دوره فرسایش با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش متداول بهره‌برداری… 84
شکل 4-21- قابلیت کل سیستم با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش متداول بهره‌برداری ……………. 84
شکل 4-22- منحنی عمر باقیمانده ترانسفورمر ها با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش بهره برداری جدید ………………………………………………………………………………………………………………………….. 86
شکل 4-23- قابلیت اطمینان دوره فرسایش با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش جدید بهره‌برداری…. 86
شکل 4-24- قابلیت اطمینان دوره عمر نرمال – روش جدید بهره‌برداری …………………………………………. 87
شکل 4-25- قابلیت کل سیستم با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سبک – روش جدید بهره‌برداری ……………… 88
شکل 4-26- منحنی عمر باقیمانده ترانسفورمر ها با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سنگین- روش بهره برداری متداول …………………………………………………………………………………………………………………………. 89
شکل 4-27- قابلیت اطمینان دوره فرسایش با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سنگین – روش متداول بهره‌برداری. 90
شکل 4-28- قابلیت کل سیستم با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سنگین – روش متداول بهره‌برداری……………. 90
شکل 4-29- منحنی عمر باقیمانده ترانسفورمر ها با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سنگین- روش بهره برداری جدید ………………………………………………………………………………………………………………………….. 91
شکل 4-30- قابلیت اطمینان دوره فرسایش با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سنگین – روش جدید بهره‌برداری.. 92
شکل 4-31- قابلیت کل سیستم با در نظر گرفتن اثر بارگذاری سنگین – روش جدید بهره‌برداری ……………. 92
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4-32- دمای نقطه‌ی داغ ترانسفورمر با در نظر گرفتن افزایش دمای سیم‌پیچ در اثر جریان هجومی در بارگذاری سنگین …………………………………………………………………………………………………………….. 93
شکل 4-33- دمای نقطه‌ی داغ ترانسفورمر بدون در نظر گرفتن افزایش دمای سیم‌پیچ در اثر جریان هجومی در بارگذاری سنگین …………………………………………………………………………………………………………….. 94
شکل 4-34- تغییرات ضریب تسریع فرسودگی با در نظر گرفتن افزایش دمای سیم‌پیچ در اثر جریان هجومی در بارگذاری سنگین …………………………………………………………………………………………………………. 94
شکل 4-35- تغییرات ضریب تسریع فرسودگی بدون در نظر گرفتن افزایش دمای سیم‌پیچ در اثر جریان هجومی در بارگذاری سنگین ………………………………………………………………………………………………. 95

فصل اول
مقدمه

پیشگفتار
ترانسفورماتورها از اصلی‌ترین تجهیزات شبکه قدرت جهت تأمین انرژی مشترکین به شمار می روند. با توجه به هزینه‌ی بسیار زیاد تعمیرات و نگهداری ترانسفورماتورهای قدرت و از آنجاییکه تعمیر، تهیه و نصب آن‌ها در صورت خرابی مستلزم صرف زمان طولانی است، رخ دادن خطا و ایجاد خرابی در ترانسفورماتورها باعث قطع طولانی مدت انرژی و متعاقب آن کاهش فروش انرژی و درآمد شرکت‌های برق می‌گردد. از این‌رو بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورها جهت کاهش هزینه و میزان خرابی آن‌‌ها، از جمله مسائلی است که در حال حاضر پیش‌روی شرکت‌های مدیریت و بهره‌برداری شبکه‌های قدرت در بسیاری از کشورهای دنیا قرار دارد.
تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه‌ی بهره‌برداری اقتصادی و بهینه از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر دیدگاه‌های متفاوتی انجام شده است. از آن جمله می‌توان به بهره‌برداری اقتصادی از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر توان کل و توان راکتیو، مشخصات و پارامترهای فنی ترانسفورماتورها، بهبود ضریب بار، جابجایی بارو … اشاره نمود]7[. این در حالی است که مطالعات و تحقیقات چندانی در زمینه بهره‌برداری اقتصادی ترانسفورماتورهای قدرت با در نظر گرفتن شاخص‌های قابلیت اطمینان صورت نگرفته است. از طرفی در اندک تحقیقات انجام شده، اثر متقابل عوامل تاثیرگذار بر شاخص‌های قابلیت اطمینان و در نهایت اثر تجمعی آنها بر بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتور دیده نشده است.
نکته‌ی چالش بر انگیز در این خصوص اینست که توجه بیش از حد به قابلیت اطمینان باعث هدر رفتن بودجه و سرمایه و افزایش هزینه‌ها خواهد شد و در مقابل توجه نامعقول و غیر منطقی به مسائل اقتصادی و تلاش برای کاهش هزینه بهره‌برداری بدون در نظر گرفتن شاخص‌های قابلیت اطمینان، سیستم را در ناحیه ریسک و خطر قرار خواهد داد، به همین دلیل ایجاد مصالحه و تعادل بین هزینه‌های بهره‌برداری و شاخص‌های قابلیت اطمینان همواره از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین مسائل در مطالعات سیستم‌های قدرت بوده است. از این‌رو مهم‌ترین اصل جهت سیاست‌گذاری در بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورهای پست‌های فوق توزیع و انتقال مبتنی بر مفاهیم قابلیت اطمینان، یافتن تعادل مناسبی بین هزینه‌ها و قابلیت اطمینان می‌باشد.
از طرفی با توجه به تأثیر تغییر روش بارگذاری ترانسفورماتورها بر عمر آن‌ها، تخمین طول عمر باقیمانده ترانسفورماتورهای قدرت در هر لحظه با حفظ سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان، از دغدغه‌های اصلی اغلب دارندگان این تجهیزات، مخصوصاً در مواقعی که ترانسفورماتور در شرایط اضافه بار پیوسته و دوره‌ای قرار می‌گیرد، می‌باشد.
از عوامل مهم در تعیین عمر متوسط ترانسفورمرها در محدوده ترانسفورمرهای قدرت، فوق توزیع و توزیع، توجه به مسائل عایقی این تجهیزات می‌باشد. عوامل مختلفی در این زمینه وجود دارند که می‌توانند هر یک بر عمر عایقی ترانسفورمر اثرگذار باشند.
زوال عایق تابعی از دمای کار، رطوبت و اکسیژن موجود در عایق می‌باشد. امروزه با سیستم‌های مدرن فرآوری و نگهداری روغن و عایق‌های دیگر ترانسفورمر، اکسیژن و رطوبت عایق‌ها حداقل شده است، از آنجا که توزیع دما در ترانسفورمر یکنواخت نیست، تحقیقات روی تعیین داغ‌ترین نقطه ترانسفورمر (اصطلاحاً نقطه داغ) متمرکز شده است و از آن به عنوان عامل اصلی تعیین فرسایش عایقی یاد می‌شود.
حد بارگذاری ترانسفورمر به صورت جداولی در استانداردهای IEEE به شماره‌های C57.91-1981، C57.92-1982 و C57.115-1991 ارائه شده است. اما در استاندارد C57.91-1995 مربوط به بارگذاری ترانسفورمرهای روغنی، این جداول حذف شده‌اند و به جای آن‌ها مدل انتقال حرارتی ارائه شده است که کاربر می‌تواند بر مبنای روابط حالت گذرای آن و با استفاده از مشخصات حرارتی ترانسفورمر مورد نظر به دست آمده از آزمایش، دمای نقطه داغ را تعیین کند. برای تعیین دمای نقطه داغ در این مدل حرارتی، بارگذاری وارد روابط می‌شود. از این رو بارگذاری یکی از موارد تأثیرگذار روی دماهای ترانسفورمر مخصوصاً دمای نقطه داغ می‌باشد.
از طرفی تا زمانی که ترانسفورمر به محدوده عمر متوسط وارد نشده صرفاً خرابی‌های اتفاقی اجزاء در دوره عمر مفید در تعیین قابلیت اطمینان نقش دارند [8]. ولی در زمان ورود ترانسفورمر به محدوده عمر متوسط، فرسایش نیز روی قابلیت اطمینان ترانسفورمر تأثیرگذار خواهد بود. مهم‌ترین عامل در تعیین قابلیت اطمینان در مرحله فرسایش، عمر متوسط ترانسفورمر می‌باشد [8،9]. همان طور که ذکر شد عمر متوسط ترانسفورمر متأثر از دمای نقطه داغ و در نتیجه بارگذاری می‌باشد.
هدف تحقیق
ارزیابی دسترس‌پذیری و قابلیت اطمینان پست دارای دو ترانسفورماتور موازی در یک دوره بهره‌برداری بلندمدت و معین با اعمال روش پیشنهادی با فرض خروج عمدی یک ترانسفورماتور آن و قرار دادن آن در حالت آماده به کار.
محاسبه مجموع تلفات ترانسفورماتورها و انرژی انتظاری تأمین نشده و تبدیل آن‌ها به شاخص‌های اقتصادی و مقایسه دو روش بهره‌برداری متداول و روش جدید پیشنهادی با رویکرد حداقل نمودن هزینه کل بهره‌برداری از ترانسفورماتور در افق زمانی معین.
بررسی تأثیر روش جدید بهره‌برداری بر طول عمر ترانسفورماتورها و تخمین طول عمر باقیمانده آن‌ها و همچنین قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش.
در این پایان‌نامه با مطالعه موردی روی یکی از پست‌های انتقال کشور نشان داده خواهد شد که بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای موازی یک پست بر اساس روش جدید پیشنهادی در این تحقیق چه تأثیری بر هزینه بهره‌برداری، قابلیت اطمینان، طول عمر و زمان شروع فرسایش ترانسفورماتورها خواهد داشت در حالی که تاکنون در هیچ پژوهشی این روش بهره‌برداری مطرح و مورد بررسی قرار نگرفته است.

فصل دوم
مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه‌ی بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای قدرت

مقدمه
ترانسفورماتورها در عین حال که از اصلی‌ترین تجهیزات شبکه قدرت جهت تأمین انرژی مشترکین به شمار می‌روند، اما به دلیل تلفات، جزء مصرف کننده‌های شبکه نیز می‌باشند. از طرفی به منظور بهبود قابلیت اطمینان و تأمین بار در زمان پیک، در پست‌های فوق توزیع و انتقال، معمولاً دو یا سه ترانسفورماتور به صورت موازی نصب می‌گردند. با توجه به آمار و اطلاعات موجود، در زمان‌هایی از سال درصد بارگذاری ترانسفورماتورهای قدرت بسیار پایین است، به نظر می‌رسد خروج عمدی یکی از ترانسفورماتورهای موازی پست‌ها و قرار دادن آن در حالت آماده به کار، عامل موثری در کاهش هزینه بهره‌برداری از ترانسفورماتورها خواهد بود. در زمان‌های بارگذاری خیلی کم ترانسفورماتورهای قدرت، تلفات بی باری بخش اعظمی از تلفات کل را به خود اختصاص می‌دهد]10،7[. لذا در این پایان‌نامه روش جدیدی مطرح می‌شود که با خروج عمدی یک ترانسفورماتور در پست‌های دارای دو ترانسفورماتور و قرار دادن آن در حالت آماده به کار، بتوان تلفات بی باری ترانسفورماتورهای موازی را در زمان‌های کم باری کاهش داد و تأثیر این خروج را بر تلفات مسی بررسی نمود. از طرفی از آنجائیکه خروج یک پست فوق توزیع یا انتقال از مدار، موجب قطع تغذیه تعداد زیادی از مشترکین خواهد شد، مهم‌ترین چالش در این روش، سطح قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری ترانسفورماتورهای پست در این حالت و مقایسه‌ی آن با حالت متداول بهره‌برداری است. عوامل بسیاری به صورت متقابل بر قابلیت اطمینان در این حالت اثرگذار خواهند بود و به تبع آن شاخص‌های اقتصادی آن‌ها بهره‌برداری بهینه‌ی ترانسفورماتورها را تحت تأثیر قرار خواهند داد.
برای بررسی روش پیشنهادی جدید، از منابع کتابخانه‌ای، مقالات چاپ شده معتبر و استانداردهای IEEE ، IEC و ملی در تدوین این پایان‌نامه استفاده شده است.
در این فصل به بررسی تحقیقات و مطالعات انجام شده در خصوص مسائل مربوط به بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای قدرت پرداخته خواهد شد.
پیشینه‌ی تحقیق
در اینجا به نمونه‌هایی از تحقیقات گذشته که در راستای موضوع این پایان‌نامه بررسی شده‌اند اشاره می‌شود:
در مرجع ]1[ به تعیین قابلیت بارگذاری ترانسفورماتور با در نظر گرفتن عملکرد فوق تحریک می‌پردازد. ابتدا مدل تخمین دمای نقطه داغ استاندارد IEEE معرفی می‌شود و در ادامه شرایط فوق تحریک بررسی می‌گردد و مدل با این شرایط اصلاح می‌گردد و در نهایت با استفاده از مدل اصلاح‌شده با توجه به نرخ‌های پیری عایق و تغییرات دمای محیط، قابلیت بارگذاری ترانسفورماتور با شبیه‌سازی تعیین و میزان تأثیر فوق تحریک روی بار مجاز ترانسفورماتور مشخص شده است.
در مرجع ]2[ مدلی برای تخمین دمای نقطه داغ ترانسفورماتور ارائه‌ شده است و با استفاده از آن تأثیر تغییر دمای محیط روی دمای نقطه داغ و عمر عایقی ترانسفورماتور بررسی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
در مرجع ]3[ دوره برنامه‌ریزی بهینه با توجه به ضریب متوسط بار بیشینه و ارزش واقعی تلفات و قدرت ذخیره برای ترانسفورماتورهای توزیع محاسبه شده است.
در مرجع [4] به تأثیر بارگذاری روی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور پرداخته شده است. در ابتدا قابلیت اطمینان دوره عمر مفید بررسی‌شده و سپس با استفاده از تغییرات عمر مفید در اثر بارگذاری با به‌کارگیری تابع توزیع نرمال قابلیت اطمینان در دوره فرسایش بررسی‌شده است.
مرجع ]5[ به ارزیابی عمر عایقی یک ترانسفورماتور قدرت تحت تنش‌های مختلف حرارتی، الکتریکی و محیطی می‌پردازد. ابتدا به بررسی مدل تنش حرارتی یک ترانسفورماتور قدرت با استفاده از معادله آرینیوس پرداخته و سپس مدل به دست آمده بر اساس تنش الکتریکی اصلاح می‌گردد. و در پایان با استفاده از مفهوم پیری عایقی و ضریب تسریع فرسودگی به تخمین مقدار کاهش عمر یک ترانسفورماتور می‌پردازد.
در مرجع ]7[ به بررسی بهره‌برداری اقتصادی از ترانسفورماتور با در نظر گرفتن قابلیت اطمینان پرداخته شده است. این مقاله بر یافتن یک نقطه بحرانی بار مورد نیاز جهت استفاده از دو ترانسفورماتور پست به طور همزمان استوار است. برای تبدیل شاخص‌های قابلیت اطمینان به شاخص‌های اقتصادی از هزینه قطعی مشترکین استفاده شده و جهت محاسبه انرژی قطعی مشترکین از روش تخمینی استفاده نموده است. در این مرجع تاثیر این شیوه بهره‌برداری بر عمر ترانسفورماتورها بررسی نشده است.
در مرجع ]11[ روشی بر اساس آنالیز هزینه/ فایده قابلیت اطمینان مبتنی بر ارزش قابلیت اطمینان مشترکین جهت بررسی بارگذاری نرمال و تعیین ظرفیت اضطراری با در نظر گرفتن سطوح مختلف بارگذاری ترانسفورماتورها قدرت ارائه‌ شده است. در این مقاله هزینه انرژی انتظاری تأمین نشده به عنوان یک شاخص تأثیرگذار در سناریوهای مختلف محاسبه شده است و با محاسبه هزینه ظرفیت استفاده نشده و نرخ ظرفیت اضطراری ترانسفورماتورها، درصد بهینه بارگذاری ترانسفورماتورها تعیین شده است. این مرجع همچنین ضابطه‌ای جهت تعیین میزان بارگذاری اضطراری ترانسفورماتورهای تحت بهره‌برداری ارائه کرده است.
در مرجع ]12[ روشی برای به دست آوردن کاهش عمر ترانسفورماتور بر اساس آنالیز وابستگی تصادفی بین شرایط بارهای غیرعادی ترانسفورماتور و دمای محیط ارائه‌ شده است. تمرکز این مرجع بر رفتار اتفاقی دمای محیط بر مطالعات کاهش عمر ترانسفورماتور می‌باشد.
در مرجع ]13[ یک مدل هیبریدی خروج وابسته به موقعیت ترانسفورماتور ارائه شده تا قابلیت اطمینان را ارزیابی کند. در این مقاله چهار حالت شکست ترانسفورماتور (مدل دمای نقطه داغ، مدل نقص فرسودگی وابسته به دمای نقطه داغ، مدل نقص اتفاقی وابسته به دمای محیط، مدل خروج به واسطه نقص حفاظت اضافه بار) به صورت ترکیبی بیان شده است. یکی از حالت‌های این مدل خروج به سبب اختلال در حفاظت اضافه بار می‌باشد که با استفاده از تابع توزیع نرمال قابلیت اطمینان سیستم را بررسی نموده است.
در مرجع ]14[ جهت تعیین ظرفیت بارگذاری ترانسفورماتورها مبتنی بر مسئله‌ی کاهش عمر انتظاری ترانسفورماتور از مدلی احتمالی با در نظر گرفتن عوامل تأثیرگذار بر کاهش عمر انتظاری ترانسفورماتور، از جمله منحنی بار روزانه، نرخ خروج اجباری ترانسفورماتور، مدت زمان خروج‌ها، طول مدت زمان اضافه بار انتظاری استفاده ‌شده است.
در مرجع ]15[ اثر حرارتی بارگذاری به طور کامل شرح داده شده و در مورد شرایط بارگذاری فراتر از مقادیر نامی بحث شده است. روش استفاده از استاندارد IEEE برای محدودیت‌های بارگذاری ترانسفورماتور توضیح داده شده و مدل حرارتی طبق استاندارد برای به دست آوردن دمای نقطه داغ ارائه‌ شده است. در نهایت با استفاده از یک رله میکرو پروسسوری حفاظت ترانسفورماتور در برابر اضافه بار و محدودیت مجاز حرارتی ترانسفورماتور، طراحی و شبیه‌سازی گردیده است.
در مرجع [16] به بررسی دو مدل در (IEEE Loading Guide) که یکی در بخش هفتم و دیگری در پیوست G این استاندارد مطرح شده است برای محاسبه دمای نقطه داغ پرداخته شده است. در این مقاله مطالعه‌ای مقایسه‌ای بین این دو روش از طریق ارزیابی دمای نقطه داغ چهار ترانسفورماتور با سیستم‌های خنک‌کنندگی ONAN، ONAF، OFAF و ODAF و تحت شرایط بار پایدار، بار روزانه و پروفیل‌های دمای محیط و یک دوره کوتاه اضافه بار، انجام شده است.
در مرجع [17] یک مدل ریاضی یک ترانسفورماتور از دیدگاه گرمایی ارائه‌ شده و در این مدل دمای نقطه داغ برای بارگذاری‌های مختلف و پیوسته بررسی‌شده‌اند.
مرجع [18] به مسئله بارگذاری ترانسفورماتور با رویکرد تحریک بیش از حد پرداخته و در آن یک روش ارزیابی بارگذاری پیشنهاد شده است. داده‌های آن از 50 تست واقعی ترانسفورماتور قدرت بوده و به وسیله آن داده‌ها به تأثیر تحریک اضافی روی عمر ترانسفورماتور پرداخته است.
در مرجع [19] توصیفی جامع از فلسفه اضافه بار و روش‌های محاسبه منحنی عمر ترانسفورماتور ارائه شده و با استفاده از یک برنامه کامپیوتری این موارد را تشریح نموده است. در این مقاله قابلیت اطمینان ترانسفورماتور مورد مطالعه قرار نگرفته است.
در مرجع [20] روشی برای ارزیابی احتمالات افزایش دمای بیشینه ترانسفورماتور و افت انتظاری عمر ترانسفورماتور با در نظر گرفتن بار گذشته پست و دمای محیطی بیان شده است و همچنین طرح‌های توسعه پست برای مطابقت دادن با بار پیش‌بینی‌شده منطقه بر اساس ارزش اقتصادی در مقابل قابلیت اطمینان مقایسه شده است. ولی فرسایش و میزان عمر ترانسفورماتور مورد ارزیابی قرار نگرفته است.
مرجع [21] تشریح می‌کند که چگونه مشخصات فرسایش می‌تواند از نظر کمی روی محاسبه شاخص‌های قابلیت اطمینان از قبیل انتظار از دست دادن بار، زمان انتظاری قطع بار، فراوانی قطع بار، انرژی انتظاری تأمین نشده در سیستم قدرت تأثیر بگذارد. برای ایجاد سابقه تعمیر و خرابی اجزا روش شبیه‌سازی مونت‌کارلو زنجیره‌ای با استفاده از مدل کردن فرایند نقطه تصادفی معرفی شده است و از نرم‌افزار MATLAB برای شبیه‌سازی سیستم IEEE RTS، 24 باسه تک منطقه‌ای استفاده ‌شده و در نهایت این شاخص‌ها محاسبه و با هم مقایسه شده‌اند.
در مرجع [22] مدل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور برای خرابی اتفاقی اجزا در حالت خنک‌کنندگی روغن طبیعی ـ هوا اجباری ارائه‌ شده است که در آن اجزا ترانسفورماتور را به سه زیرسیستم تقسیم‌بندی کرده و از روش مدل‌سازی مارکوف در 11 حالت قابلیت اطمینان سیستم را تحلیل نموده است. در نهایت مقادیر قابلیت اطمینان را در حالت‌های ظرفیت بار کامل، نیمه ظرفیت و حالت خروج به دست آورده است. در این مقاله قابلیت اطمینان با محوریت خنک‌کنندگی بررسی‌شده است و به بحث‌های بارگذاری و فرسایش ترانسفورماتور پرداخته نشده است.
در مرجع ]23[ در چندین کشور برای ترانسفورماتورهایی که بالای 30 سال عمر داشته و مقدار نامی ولتاژ آن‌ها حداقل 72 کیلوولت بوده، اطلاعات بیش از 1000 خطا در بین سال‌های 1968 تا 1978 جمع‌آوری شد. اطلاعات نشان می‌دهد که نرخ خرابی ترانسفورماتور در حدود 2% در سال می‌باشد. تحقیقات انجام‌گرفته نشان می‌دهد افزایش ولتاژ نامی و دارا بودن تپ چنجر نرخ خطا را افزایش می‌دهد. در این مقاله خرابی‌ها به انواع خرابی‌های الکتریکی، دی الکتریک، مکانیکی و گرمایی و یک بار دیگر به خرابی‌های تولید، طراحی و نگهداری، آذرخش و خطاهای سیستم دسته‌بندی شده‌اند و درصد هر کدام از انواع خطا مشخص شده‌اند. علاوه بر این‌ها در این تحقیق خرابی‌ها بر اساس اجزا آسیب دیده ترانسفورماتور نیز تقسیم‌بندی شده‌اند.
در مرجع ]24[ روش جدیدی برای ارزیابی عمر ترانسفورماتور با توجه به دمای محیط ارائه‌ شده است. این تخمین عمر باقیمانده، می‌تواند زمان تعمیرات و یا جایگزینی ترانسفورماتور را تعیین کند. علاوه بر روش‌های ذکر شده در این مرجع، روش‌های دیگری هم وجود دارند که با استفاده از تکنیک‌های قابلیت اطمینان به این کار می‌پردازند.
جمع‌بندی
همان‌طور که ملاحظه گردید، در هیچ‌کدام از تحقیقات گذشته مطالعه‌ای بر روی تغییر در نحوه بارگذاری و روش بهره‌برداری ترانسفورماتورها انجام نشده است. از طرفی در بعضی از تحقیقات انجام شده مدل‌های بررسی‌شده مربوط به یک ترانسفورماتور بوده و مطالعه در زمینه‌ی بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای موازی یک پست و اثر متقابل آن‌ها بر یکدیگر با در نظر گرفتن مفاهیم قابلیت اطمینان صورت نگرفته است.
در تحقیقات گذشته برای بررسی اثر دمای محیط بر عمر ترانسفورماتورها از داده‌های ساعتی استفاده نشده و همچنین اثر جریان هجومی ترانسفورماتور بر مدل حرارتی کاهش عمر ترانسفورماتور بررسی نگردیده است.
این پایان‌نامه با پیشنهاد روشی جدید در زمینه‌ی بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای موازی پست‌های انتقال مبتنی بر خروج عمدی یکی از ترانسفورماتورها و تعیین یک نقطه بار بحرانی و محدوده‌ی اقتصادی بهره‌برداری برای ترانسفورماتورهای موازی، به تأثیر این روش بهره‌برداری بر عمر متوسط ترانسفورماتور و قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش با استفاده از تابع توزیع نرمال پرداخته است.
همچنین در این پایان‌نامه با استفاده از مدلی پیشنهادی اثرات دمای محیط به صورت ساعتی در محاسبات گنجانده شده و تأثیر جریان هجومی بر مدل حرارتی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

فصل سوم
تشریح مدل پیشنهادی بهره‌برداری ازترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر قابلیت اطمینان

مقدمه
از آنجاییکه برای بررسی قابلیت اطمینان ترانسفورماتورها در طول مدت بهره‌بردای باید هر دو دوره‌ی عمر نرمال و دوره فرسایش مورد توجه قرار گیرد، در این فصل قابلیت اطیمنان به دو بخش عمر نرمال و دوره فرسایش تقسیم و به تفصیل شرح داده خواهد شد. در ادامه‌ی این فصل روش جدید پیشنهادی، نحوه محاسبه شاخص‌ها و روابط قابلیت اطمینان و شاخص‌های اقتصادی در روش متداول و جدید بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای موازی تبیین می‌گردد. دسترس‌پذیری و عدم دسترس‌پذیری، انرژی انتظاری تأمین نشده، تلفات توان ترانسفورماتورها، طول عمر وکاهش طول عمر ترانسفورماتورها از مهمترین پارامترها تأثیر گذار در بررسی روش پیشنهادی جدید هستند که در این فصل به نحوه محاسبه‌ی آنها پرداخته خواهد شد. در پایان این فصل چگونگی اعمال اثر دمای محیط و جریان هجومی بر کاهش عمر متوسط ترانسفورماتور بررسی خواهد شد.

قابلیت اطمیان در دوره عمر نرمال
در دوره عمر نرمال مدل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور برای خرابی‌های اتفاقی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. این مدل برای تطبیق با ترانسفورماتور مورد مطالعه در این پایان‌نامه با خنک‌کنندگی روغن طبیعی- هوا اجباری در نظر گرفته شده تا رفتار واقعی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور در دوره عمر مفید ارزیابی گردد و از نتیجه آن در فصل چهارم برای شبیه‌سازی استفاده گردد. در این نوع خنک‌کنندگی، خنک کردن روغن داخل رادیاتورها توسط فن‌ها انجام می‌گیرد. برای به دست آوردن قابلیت اطمینان ترانسفورماتور از مدل‌سازی مارکوف استفاده می‌شود. در این حالت برای به دست آوردن این مدل ابتدا اجزاء ترانسفورماتور به سه زیرسیستم تقسیم‌بندی می‌گردد. مدل قابلیت اطمینان هر زیرسیستم با استفاده از تکنیک های قابلیت اطمینان به دست آمده و سپس با ترکیب مدل مارکوف سه زیرسیستم، مدل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور به دست می‌آید. نکته قابل‌ ذکر آن است که مدل قابلیت اطمینان در این فصل برای ترانسفورماتور در ارتفاع کمتر از 1000 متر بوده و تحت شرایط آب و هوایی نرمال به دست آمده است.
مدل‌سازی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور
در این قسمت برای مدل‌سازی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور با خنک‌کنندگی روغن طبیعی – هوا اجباری، قسمت‌های مختلف ترانسفورماتور به زیرسیستم‌های مختلف تقسیم می‌شوند که هر یک از آن‌ها متشکل از اجزاء مختلفی می‌باشند. این موضوع در ادامه به تفصیل شرح داده شده است.
مدل قابلیت اطمینان زیرسیستم 1
زیرسیستم 1 شامل هسته، سیم‌پیچ، تانک و روغن می‌باشد. در ابتدا مدل سیم‌پیچ ارائه می‌شود.
مدل قابلیت اطمینان سیم‌پیچ
مهم‌ترین خطا در سیم‌پیچ، اتصال کوتاه می‌باشد. اگر خطای به وجود آمده شدید باشد، سبب خروج ترانسفورماتور از سرویس می‌شود. اما با بروز برخی از خطاها، در صورت اضطرار، می‌توان با کاهش بارگیری و احتیاط کامل برق‌رسانی را ادامه داد. این کاهش در عمل بین 20 تا 50 درصد می‌باشد. مدل فضای حالت سیم‌پیچ که شامل سه حالت می‌باشد، در شکل (3-1) نشان داده شده است. که در آن λwd، λ1wd، λ2wd و μwd به ترتیب نرخ خطای سیم‌پیچ، نرخ خرابی‌هایی در سیم‌پیچ که سبب خروج ترانسفورماتور از سرویس نمی‌شود، نرخ خطای سیم‌پیچ معیوب و نرخ تعمیر سیم‌پیچ می‌باشند.

شکل 3-1 : مدل فضای حالت مارکوف سیم‌پیچ]22[
مدل قابلیت اطمینان هسته، تانک و روغن
هسته دارای دو حالت خراب و سالم می‌باشد. تانک و روغن یک جزء در نظر گرفته شده‌اند و مانند هسته دارای دو وضعیت سالم و خراب می‌باشند. بنابراین این دو جزء را می‌توان سری فرض کرد. روابط حاکم بر این مدل در ذیل آورده شده است.
(3-1)
(3-2)
(3-3)
که در آن λcore و λta&o نرخ خطا هسته، تانک و روغن و rcore ، rta&o ، Ucore و Uta&o ، Ucore به ترتیب زمان تعمیر هسته، تانک و روغن و در دسترس نبودن تانک و روغن و هسته می‌باشند. مدل مارکوف معادل این اجزاء در شکل (3-2) نشان داده شده است. در این شکل در حالت 1 اجزاء در وضعیت سالم و در حالت 2 در وضعیت خراب می‌باشند.

شکل 3-2 : مدل فضای حالت مارکوف هسته، تانک و روغن]22[
مدل قابلیت اطمینان کامل زیرسیستم 1
با توجه به موارد ذکر شده، با ترکیب مدل‌های مارکوف برای سیم‌پیچ، هسته، تانک و روغن با یکدیگر مدل قابلیت اطمینان کامل این زیرسیستم به دست می‌آید. در شکل (3-3) مدل فضای حالت زیرسیستم 1 نشان داده شده است.
همان‌طور که در مدل نشان داده شده حالت‌های B ، E و D دارای ظرفیت یکسانی می‌باشند، به همین دلیل مدل کامل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور می‌تواند به مدل معادل قابلیت اطمینان شکل (3-4) و به سه حالت تقلیل یابد.

شکل 3-3 : مدل فضای حالت مارکوف کامل زیرسیستم 1]22[

شکل 3-4 : مدل فضای حالت مارکوف معادل زیرسیستم 1]22[
حالت‌های 1، 2 و 3 به ترتیب ظرفیت کامل، نیمه ظرفیت و ظرفیت صفر را نشان می‌دهد. نرخ خطا و تعمیر در زیرسیستم 1 به صورت زیر قابل محاسبه می‌باشد:
(3-4)
(3-5)
(3-6)
(3-7)
(3-8)
مدل قابلیت اطمینان زیرسیستم 2
این زیرسیستم شامل بوشینگ و تپ چنجر می‌باشد. هر دو جزء تنها دارای حالت سالم و خراب می‌باشند. این دو جزء به صورت سری با یکدیگر قرار گرفته‌اند. مدل قابلیت اطمینان این زیرسیستم در شکل (3-5) نشان داده شده است.

شکل 3-5 : مدل فضای حالت مارکوف زیرسیستم 2]22[
با در نظر گرفتن نرخ خطا و تعمیر این دو جزء با معادلات ارائه شده برای اجزاء سری می‌توان پارامترهای مدل ارائه شده را به دست آورد.
مدل قابلیت اطمینان زیرسیستم 3
این زیرسیستم شامل خنک‌کنندگی ترانسفورماتور با سیستم خنک‌کننده روغن طبیعی – هوا اجباری می‌باشد. برای سهولت، این زیرسیستم به دو قسمت فن‌ها و سایر اجزا سیستم خنک‌کننده تقسیم‌بندی شده است. ابتدا مدل هر قسمت به دست آمده و با ترکیب مدل های به دست آمده، مدل کامل این زیرسیستم ارائه می‌شود.
مدل قابلیت اطمینان فن‌ها
فن‌ها در ترانسفورماتورهای قدرت عموماً به یک یا دو گروه تقسیم می‌شوند. با ورود هر یک از گروه‌ها مقدار بارگیری مجاز ترانسفورماتور، مطابق با مدارک بهره‌برداری و ملاحظاتی از قبیل ضریب تصحیح ارتفاع نصب و همچنین ضریب تصحیح دمای محیط، افزایش می‌یابد. در اینجا، فن‌ها در هر گروه از سیستم خنک‌کننده، به زیر گروه‌هایی تقسیم شده‌اند. تعداد گروه‌های سیستم خنک‌سازی دو عدد و برای هر گروه نیز دو زیر گروه در نظر گرفته شده است.
مدل قابلیت اطمینان دو گروه فن
همان‌طور که در قبل اشاره شد هر ترانسفورماتور با سیستم روغن طبیعی – هوا اجباری معمولاً دارای دو گروه فن می‌باشد. از آنجایی که تعداد گروه های فن‌ها، دو عدد می‌باشد لذا لازم است تا مدل قابلیت اطمینان دو گروه از فن‌ها با یکدیگر تلفیق شوند. مدل فضای حالت دو گروه فن که هر یک دارای دو زیر گروه می‌باشند در شکل ( 3- 6) ارائه شده است.
در این شکل، تعداد زیر گروه های در سرویس هر گروه، در هر حالت کاری نشان داده شده است. با توجه به این دیاگرام، وقتی فن‌ها در حالات کاری مشابه ( B,D )، ( C,E,G ) و (F,H ) باشند، مقدار بارگیری مجاز یکی می‌باشد.

 

لینک بالا اشتباه است

     

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

          : جمعه 17 شهریور 1396 ساعت 02:28 | نویسنده: میثم | چاپ مطلب
نظرات (0)
امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.