Improved Detection of Power Transformer Winding Movement by Extending the FRA High Frequency Range

Wang, May D.; Vandermaar, A.J.; Srivastava, K. D.

doi:10.1109/tpwrd.2005.848674

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“…This is explained by means of matrix analysis, where the inverse impedance matrices are similar for different values of μ r and σ. Such results agree with other research works (N. Wang et al, 2005) where the influence of the core is associated to low frequencies.…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 93%

“…For this reason, it is important to take into account the core permeability and conductivity. For high frequencies, the resonances for iron and air cores are the same, making core influence negligible, in agreement with (N. Wang, Vandermaar, & Srivastava, 2005). On the other hand, changes in the core are associated with changes at low frequencies in FRA tests.…”

Section: Magnetic Core Vs Air Coresupporting

confidence: 84%

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Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method

Álvarez¹,

Rosero²,

Mombello³

2015

ing.inv.

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(2015). Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method. Ingeniería e Investigación, 35(Sup1) ABSTRACTIn this paper the influence of core parameters in Frequency Response Analysis is analyzed through the equivalent circuit impedance matrix of the transformer winding; the parameters of the circuit have been computed using the Finite Element Method. In order to appreciate the behavior of the iron core in comparison to the air core, the frequency dependence of resonances is calculated to show how the air core only influences the results at low frequencies. The core is modeled using a complex permeability, and the parameters of conductivity and permeability are varied to show their influence in the resonances, which turned out to be negligible. In order to explain this behavior, the eigenvalues of the inverse impedance matrix are calculated showing that they are similar for different values of conductivity and permeability. Finally, the magnetic flux i nside a nd o utside t he c ore a nd i ts i nfluence in th e frequency response is studied.Keywords: Frequency response analysis (FRA), magnetic core, finite element method (FEM), transformer windings, complex permeability. RESUMENEn este artículo se analiza la influencia de los parámetros del núcleo en el Análisis de Respuesta en Frecuencia, a través de la matriz de impedancias del circuito equivalente de devanados de trasformadores, donde el cálculo de parámetros del circuito se realiza mediante el método de elementos finitos. Con el fin de analizar el comportamiento entre núcleos de aire y núcleos magnéticos, se calcula la dependencia en la frecuencia de las resonancias, mostrando que el núcleo de aire solo influencia las resonancias a bajas frecuencias. El núcleo del transformador se modela por medio de permeabilidades complejas, donde se varían la conductividad y permeabilidad, obteniendo como resultado una influencia despreciable de estos parámetros sobre las resonancias. Con el fin de explicar este fenómeno, los eigenvalores de la matriz inversa de impedancias son calculados, obteniendo una matriz similar para los diferentes valores de conductividad y permeabilidad. Finalmente, se estudia el flujo magnético dentro y fuera del núcleo, y su influencia en la respuesta en frecuencia.Palabras clave: Análisis de respuesta en frecuencia (FRA), núcleos magnéticos, método de elementos finitos (MEF), devanado de transformadores, permeabilidad compleja.

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Section: Discussionsupporting

confidence: 93%

Section: Magnetic Core Vs Air Coresupporting

confidence: 84%

Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method

Álvarez¹,

Rosero²,

Mombello³

2015

ing.inv.

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“…Es especialmente utilizada para la detección de posibles problemas mecánicos, tales como desplazamientos o deformaciones en los arrollamientos o chapas del núcleo, las que son muy difíciles de localizar con otros métodos [1][2][3][4].…”

Section: Introductionunclassified

Obtención de la respuesta en frecuencia en transformadores estando en servicio

Gómez-Luna¹,

2017

Ingeniare. Rev. chil. ing.

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Obtención de la respuesta en frecuencia en transformadores estando en servicioObtaining the frequency response in transformers in service RESUMENEste artículo presenta la obtención de la respuesta en frecuencia en transformadores de distribución, estando en servicio (prueba FRA on-line), mediante la inyección de señales controladas y empleando un novedoso algoritmo para el análisis de señales transitorias. Se usó un sistema hardware para inyectar los pulsos controlados sobre la onda de 60 Hz, el cual permitía cambiar la amplitud, el ancho y la fase del pulso generado sobre la onda de 60 Hz, asegurando un alto contenido espectral y un control del mismo. De acuerdo con los resultados obtenidos se pudo observar cómo el nuevo método propuesto ofrecía mayor confiabilidad en los resultados, por lo que, el poder llevar a cabo un monitoreo on-line confiable en transformadores por medio de la técnica FRA es algo innovador y de mucho interés para las empresas del sector eléctrico, debido a que en el momento de realizar la prueba FRA no es necesario interrumpir el suministro de energía eléctrica, eliminado los altos costos que se generan al tener que sacar el transformador de servicio del sistema de potencia, por otro lado, la importancia del sistema implementado es poder supervisar el transformador desde una red inteligente (Smart Grid) con el fin de tomar decisiones oportunas del estado real de operación basado en la condición del equipo. La metodología desarrollada se aplicó a transformadores piloto y a transformadores de una red de distribución del sistema de potencia con el objeto de validar el método propuesto.Palabras clave: Respuesta en frecuencia on-line, transformadores, procesamiento de señal, monitoreo on-line, señales transitorias. ABSTRACT

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“…One of the most used methods to determine the physical condition of transformers is the Frequency Response Analysis (FRA), which is currently worldwide accepted as a complementary support to other diagnostic techniques. FRA is specially appreciated for detecting potential mechanical problems such as displacements or deformations in windings and core sheets since these Uni-types of faults are very difficult to locate using other methods (Wang et al, 2005).…”

Section: Introduction 123456mentioning

confidence: 99%

Experiences with non-intrusive monitoring of distribution transformers based on the on-line frequency response

et al. 2015

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Experiencias con monitoreo no-intrusivo en transformadores de distribución basados en la respuesta en frecuencia en línea RESUMENEl siguiente artículo presenta los resultados obtenidos durante experiencias donde se usa el método de análisis de la respuesta en frecuencia mediante impulso (IFRA) con un transformador en servicio. El método IFRA ha sido implementado para transformar la señal transitoria al dominio de la frecuencia usando la Transformada de Fourier (DFT). Sin embargo, puede considerarse que la DFT no es la herramienta más idónea para este tipo de análisis, ya que desde su definición esta herramienta es útil para el procesamiento de señales estacionarias y no para el análisis de la respuesta en frecuencia mediante impulso. Teniendo en cuenta esta consideración, el análisis de las señales puede ser hipotéticamente mejorado usando la Transformada Wavelet continua (CWT) dada su resolución variable en tiempo-frecuencia. El análisis de las señales transitorias en el dominio wavelet ha mejorado la repetitividad de las curvas de respuesta en frecuencia, como ha sido observado en los resultados experimentales. El método IFRA on-line propuesto, basado en la Transformada wavelet, fue validado bajo condiciones de carga y no carga en un transformador trifásico de distribución de 150 kVA, 13200/225 Volts, en el campus de la Universidad del Valle, Cali, Colombia.

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Improved Detection of Power Transformer Winding Movement by Extending the FRA High Frequency Range

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Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method

Core influence on the frequency response analysis (FRA) of power transformers through the finite element method

Obtención de la respuesta en frecuencia en transformadores estando en servicio

Experiences with non-intrusive monitoring of distribution transformers based on the on-line frequency response

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