Modeling, Analysis, and Detection of Internal Winding Faults in Power Transformers

Asadi, Nahid; Kelk, Homayoun Meshgin

doi:10.1109/tpwrd.2015.2431972

Cited by 38 publications

(28 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Поэто-му необходимо обратить внимание на сущест-вующие системы технического обслуживания и ремонта, а также общую оценку состояния надеж-ности силовых масляных трансформаторов рас-пределительных подстанций [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21]. Оценка технического состояния оборудования электрических станций и подстанций сопряжена с высокой степенью износа электросетевого оснащения, что влияет на состояние и режимы работы обору-дования.…”

Section: создание рациональной системы ремонта масляных трансформаторовunclassified

Extension of service life of oil transformers with long-term operation

Кривоконева¹,

Кудояров²,

Мавлекаев³

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

60Современные крупные промышленные пред-приятия обычно представляют сложную техниче-скую систему, одним из опасных производствен-ных объектов которой являются силовые масляные трансформаторы, состояние которых влияет на производительность и безопасность технологиче-ских процессов. Силовой трансформатор в энерго-системе является одним из основных компонентов, обусловливающих надежность электроснабжения. Необходимость эксплуатации силовых трансфор-маторов с длительным сроком службы (превы-шающим предположительный срок в 1,5-2 раза) считается характерной особенностью экономиче-ского развития энергетики РФ в настоящее время и в запланированном будущем [1][2][3][4]. Улучшение концепции гарантийного обслуживания трансфор-маторов с длительным сроком службы выдвигает задачи поддержания их функциональности и на-дежности электроснабжения в целом. Один из ос-новных путей поддержания надежности в подоб-ных ситуациях является организация эффективно-го контроля состояния используемого оборудова-ния. Техническая оценка состояния оборудования в электрических станциях и подстанциях считает-ся актуальной задачей. Создание рациональной системы ремонта масляных трансформаторовНеобходима объективная оценка «парково-го» ресурса масляных трансформаторов как в рамках отрасли, так и в рамках определенных энергетических организаций. При этом следует оценить расходы на продление срока службы трансформаторов, так как срок службы оснаще-ния может быть увеличен до паркового только после выполнения профилактических ремонт-ных работ.Создание рациональной системы ремонта электрооборудования и силовых масляных транс-форматоров распределительных подстанций пред-ставляет собой комплексную проблему с много-численными переменными с применением теории надежности, усталостного разрушения, восстанов-ления и промышленной диагностики. Сущность такого рода концепции технического обслужива-ния и ремонта состоит в том, что по истечении конкретного проработанного периода в момент планируемого отказа проводят различного рода профилактические работы. Чем меньше во време-ни интервал между моментом прогнозируемого отказа и выполнения надлежащего профилактиче-ского воздействия на оборудование, тем эффек-тивнее система ремонта. Применительно к элек-трооборудованию важно установить, какие харак-теристики регулировать и какие условия прини-мать во внимание при оценке его технического состояния.Вывод силовых масляных трансформаторов распределительных подстанций в ремонт осущест-вляется на базе принципов функционирующей системы ППР и нормативных документов. Поэто-му необходимо обратить внимание на сущест-вующие системы технического обслуживания и ремонта, а также общую оценку состояния надеж-ности силовых масляных трансформаторов рас-пределительных подстанций [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21]. Оценка технического состояния оборудования электрических станций и подстанций сопряжена с высокой степенью износа электросетевого оснащения, что влияет на состояние и режимы работы обору-дования. Степень этих взаимовлияний и их закономерности возмож...

show abstract

Section: создание рациональной системы ремонта масляных трансформаторовunclassified

Extension of service life of oil transformers with long-term operation

Кривоконева¹,

Кудояров²,

Мавлекаев³

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…However, some types of internal faults of power transformers are undetectable by these online monitoring and diagnostic methods. According to a statement in [8], statistics show that 70% to 80% of failure regarding power transformers are caused by undetected winding faults. Commonly used approaches for detecting incipient winding faults are usually offline tests, such as the short-circuit impedance measurement (SCI) [9], low-voltage impulse tests (LVI) [10], and frequency response analysis (FRA) [11][12][13][14][15].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Among the existing test approaches, FRA is a well-recognized technique for diagnosing incipient winding faults in power transformers [11][12][13][14][15]. Depending on the types of injected signals, there are two major types of FRA, which are the sweep frequency response analysis (SFRA) and impulse frequency response analysis (IFRA) [8]. The injected signal of SFRA is a sinuous wave, and the response signal is measured in the frequency domain.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Identification of Power Transformer Winding Fault Types by a Hierarchical Dimension Reduction Classifier

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

Frequency response analysis (FRA) demonstrates significant advantages in the diagnosis of transformer winding faults. The instrument market desires intelligent diagnostic functions to ensure that the FRA technique is more practically useful. In this paper, a hierarchical dimension reduction (HDR) classifier is proposed to identify types of typical incipient winding faults. The classifier procedure is hierarchical. First, measured frequency response (FR) curves are preprocessed using binarization and binary erosion to normalize FR data. Second, the pre-processed data are divided into groups according to the definition of dynamic frequency sub-bands. Then, hybrid algorithms comprised of two conventional and two novel quantitative indices are used to reduce the dimension of the FR data and extract the features for identifying typical types of transformer winding faults. The classifier provides an integration of a priori expertise and quantitative analysis in the furtherance of the automatic identification of FR data. Twenty-six sets of FR data from different types of power transformers with multiple types of winding faults were collected from an experimental simulation, literature, and real tests performed by a grid company. Finally, real case studies were conducted to verify the performance of the HDR classifier in the automatic identification of transformer winding faults.

show abstract

“…Malfunction of long-term transformers often occurs owing to the impact of transient overvoltages. According to [1], statistics show that between 70-80% of the number of total transformer failures are eventually traced back to undetected internal winding faults. Winding faults are a result of severe deterioration of the turn insulation, which tend to cause a breakdown in the dielectric strength of the insulation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…However, these tests cannot detect an incipient winding turn to turn fault very fast [16]. FRA is most frequently used to assess the state of windings [17], such as deformations and turn to turn short-circuit [1,16], by measuring their broad-spectrum frequency response transfer function. FRA can be divided into two main types, based on the different signals injected into the transformer: sweep frequency response analysis (SFRA) [18][19][20] and impulse frequency response analysis (IFRA).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Comparison of Impulse Wave and Sweep Frequency Response Analysis Methods for Diagnosis of Transformer Winding Faults

Yang

Yong

2017

Energies

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:Monitoring of winding faults is the most important item used to determine the maintenance status of a transformer. Commonly used methods for winding-fault diagnosis require the transformer to exit operation before testing and an external exciting signal, whether the transformer is malfunctioning or not. However, if an overvoltage signal can be regarded as a broadband excitation source for fault diagnosis, then the interference caused by signal injection can be eliminated without the need for additional pulse or impulse signals. In this paper, a tapped transformer is designed and test platforms are built to compare winding diagnoses using the impulse wave and sweep frequency response analysis methods by recording voltage responses on both the high-and low-voltage sides and calculating the respective transfer functions. Based on comparison of statistical indicators, it is found that the sensitivities of both methods are similar for detecting conditions of winding-ground and winding-interlayer short circuits. It is concluded that it is feasible to use a transient overvoltage monitoring system for winding-fault diagnosis.

show abstract

Modeling, Analysis, and Detection of Internal Winding Faults in Power Transformers

Cited by 38 publications

References 17 publications

Extension of service life of oil transformers with long-term operation

Extension of service life of oil transformers with long-term operation

Identification of Power Transformer Winding Fault Types by a Hierarchical Dimension Reduction Classifier

Comparison of Impulse Wave and Sweep Frequency Response Analysis Methods for Diagnosis of Transformer Winding Faults

Contact Info

Product

Resources

About