مقايسه مدل‌هاي مداري و مداري-ميداني به منظور مكانيابي تخليه‌جزئي در سيم‌پيچ استاتور ماشين‌هاي الكتريكي

Comparison of circuit and circuit-field models for partial discharge localization in stator winding of electric machins

در اين مقاله، مكان يابي دقيق تخليه ­هاي جزئي در عايق سيم ­پيچ ماشين­ هاي ولتاژ بالا بررسي شده است. از آنجا كه تخليه­ هاي جزئي داراي مولفه­ هاي فركانسي كيلوهرتز-مگاهرتز مي­ باشند، جهت يافتن مكان تخليه جزئي لازم است تا از مدل­ هاي گذاري ماشين استفاده شود. در اين مطالعه، پالس جرياني تخليه جزئي به مدل شبكه نردباني هر دور از سيم­پيچ ماشين­القايي رتور قفس سنجابي نمونه كه به عنوان رابط بين منبع ولتاژ و ناحيه المان محدود است ترزيق مي ­شود. در ادامه، نتايج مدل مداري- ميداني با مدل مداري مقايسه مي شود. نتايج نشان مي­ دهد شبيه ­سازي ماشين­ هاي الكتريكي به كمك روش اجزاء محدود، كه داراي رابط مداري شبكه نردباني بين منابع ولتاژ و ناحيه المان محدود است (مدل مداري-ميداني) مي­ تواند مكان تخليه جزئي را با دقت بالاتري تخمين بزند.

In this paper, the accurate localization of partial discharges (PDs) in winding insulation of high-voltage (HV) machines is investigated. Since partial discharges have frequency components ranging from kilohertz (kHz) to megahertz (MHz), it is necessary to employ transient models of electrical machines to locate PDs. In this study, PD current pulse with KHz frequency range is injected to RLC ladder network model of each coil turn of a cage induction machine (CIM), as interface between voltage sources and the finite element region. Analyses and comparison of experimental results with simulation results show that simulation of electrical machines, which use finite element method (FEM) with RLC interface between voltage sources and FE region (circuit-field model) can estimate the accurate location of PD in stator winding of electric machines.