مدلسازي اثر بارگذاري بر قابليت اطمينان ترانسفورمر

Modeling of Impacts of Loading on Transformer Reliability

ترانسفورمر يكي از مهمترين اجزا سيستم قدرت بوده و تعيين قابليت اطمينان آن بسيار حائز اهميت مي باشد. براي بدست آوردن قابليت اطمينان كامل يك ترانسفورمر، تنها تعيين احتمال خرابي هاي اتفاقي اجزاء آن كافي نيست بلكه بايد احتمال ترانسفورمر در مرحله فرسايش نيز تعيين گردد. براي بدست آوردن قابليت اطمينان ترانسفورمر در مرحله فرسايش، تعيين عمر باقيمانده ترانسفورمر نقش مهمي ايفا مي كند. يكي از پارامترهايي كه روي عمر متوسط ترانسفورمر تاثير مي گذارد، دماي نقطه داغ سيم پيچ مي باشد كه آن به نوبه خود وابسته به بارگذاري ترانسفورمر مي باشد. در اين مقاله به تاثير بارگذاري روي قابليت اطمينان ترانسفورمر پرداخته شده است. درابتدا قابليت اطمينان در دوره عمر مفيد بررسي شده تا از نتايج آن براي قابليت اطمينان كامل ترانسفورمر استفاده شود. سپس با مدلسازي حرارتي و استفاده از رابطه ضريب تسريع عمر، ميزان تغييرات عمر متوسط ترانسفورمر بواسطه بارگذاري ارائه گرديده است و با استفاده از عمر متوسط محاسبه شده و تابع توزيع نرمال، قابليت اطمينان ترانسفورماتور در مرحله فرسايش مدلسازي گرديد. مشخصات الكتركي، حرارتي و همچنين داده هاي بار ساعتي يك ساله يك ترانسفورماتور واقعي، به مدل بدست آمده اعمال و تاثير حالت هاي مختلف بارگذاري و بالا رفتن سن بر قابليت اطمينان ترانسفورماتور در مرحله فرسايش و قابليت اطمينان كامل ترانسفورمر شبيه سازي شده، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج شبيه سازي هاي نشان دهنده تاثير زياد بارگذاري بر قابليت اطمينان ترانسفورمر بوده و از آنها مي توان براي پايش قابليت اطمينان و عمر باقيمانده ترانسفورمر بصورت بر خط (On-line) استفاده نمود.

Transformer is one of the most important components of power system، which determining its reliability is very important. To evaluate transformer overall reliability، in addition to probability of failures occur due to chance events، the probability of failures owing to aging should be taken into account. To determine transformer reliability in aging area، estimating its remaining life is of great importance. One of the parameters that affects on transformer mean lifetime is its hot spot temperature، that is a function of transformer loading. Effects of loading on transformer reliability is modeled in this paper. At first transformer reliability in useful lifetime interval is discussed to be used in transformer overall reliability formulation. Using thermal modeling and aging acceleration factor، impacts of transformer loading on variation of transformer mean lifetime is formulated. Then using calculated mean lifetime and by using normal distribution function، transformer reliability in aging area is modeled. Electric and thermal characteristics data and also hourly load data of a real transformer in one year are applied to the model. Using them، impacts of various loading strategy and age increasing on transformer reliability in wearout area as well as transformer overall reliability are simulated and analyzed. The results show the significant impact of loading on transformer reliability and can be used for on-line monitoring of transformers.