Konstrukcja anteny UHF typu PIFA do monitoringu wyładowań niezupełnych w transformatorze energetycznym

• Autorzy: Szymczak C. , Sikorski W. , Siodła K. , Grabia M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.10.32

Warianty tytułu

EN

Construction UHF antenna PIFA type for partial discharges monitoring in power transformer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono prototypową konstrukcję anteny typu "odwrócone F" (PIFA) przeznaczoną do monitoringu wyładowań niezupełnych (wnz) w transformatorach energetycznych przy użyciu metody UHF. Konstrukcję anteny przystosowano mechanicznie do montażu w oknie dielektrycznym kadzi transformatora, a jej pasmo przenoszenia zostało zoptymalizowane do detekcji wyładowań niezupełnych występujących w izolacji papierowo-olejowej. Przeprowadzone testy laboratoryjne wykazały, że opracowana antena charakteryzuje się około dwukrotnie wyższą skutecznością detekcji wnz w porównaniu do standardowej anteny dyskowej.

EN

The paper presents design a prototype Planar Inverted-F Antenna (PIFA) designed for partial discharges (PD) monitoring in power transformers using the UHF method. The antenna structure was mechanically adapted for assembly in the dielectric window of the transformer tank, and its frequency response has been optimized for the detection of partial discharges occurring in paper and oil insulation. The laboratory tests carried out showed that the developed antenna has about twice the effectiveness of the PD detection comparing to the standard disk antenna.

Słowa kluczowe

PL

metoda UHF; antena PIFA; monitoring wyładowań niezupełnych; transformator energetyczny

EN

UHF method; PIFA antenna; partial discharges on-line monitoring; power transformer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 10
• Strony: 138--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szymczak C.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Sikorski W.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Siodła K.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Grabia M.

• Wyższa Szkoła Logistyki w Poznaniu, ul. Estkowskiego 6, 61-755 Poznań

Bibliografia

• [1] WG A2.37, Brochure 642, Transformer reliability survey, December 2015
• [2] Szymczak C., Sikorski W., Projektowanie i optymalizacja anten do monitoringu wyładowań niezupełnych w transformatorze energetycznym, Przegląd Elektrotechniczny, 10/2016, 75-79
• [3] Sikorski W, Szymczak C., Siodła K., Polak F., Hilbert curve fractal antenna for detection and on-line monitoring of partial discharges in power transformers. Eksploatacja I Niezawodność – Maintenance and Reliability 2018; 20 (3): 343–351
• [4] Szymczak C., Sikorski W., Analiza wybranych konstrukcji i parametrów anten UHF do monitoringu wyładowań niezupełnych w transformatorze enargetycznym, Poznan University of Trchnology Academic Jurnals. Electrical Engineering, Poznań 86/2016, 415-424
• [5] Standardowa specyfikacja techniczna, Autotransformatory 220/110 kV, 400/220 kV, 400/110 kV, Wymagania konstrukcyjne, eksploatacyjne i próby, PSE, Konstancin-Jeziorna, 12/2014
• [6 ] Albarracin R., Ardila-Rey A. J., Mas’ud A. A., On the Use of Monopole Antennas for Determining the Effect of the Enclosure of Power Transformers Tank in Partial Discharges Electromagnetic Propagation, Sensors, 16/2016 1-18
• [7] Zhang J., Zhu M., Liu Q., Shao X., He W., Yao H., Design and Development of Internal UHF Sensor for Partial Discharge Detection in GIS, IEEE Conference, 12/2016, 709-712
• [8] Gonzalez-Posadas V., Segovia-Vargas D., Rajo-Iglesias E., Vazqez-Roy J.L., Martin-Pascual C., Approximate Analysis of short-circuited Ring Patch Antenna Working at TM01 Mode, IEEE Antennas and Propagation Society, 06/2016, 1875-1879
• [9] Lopez-Roland J., Tang T., Gaskin M., Optimization of a Sensor for Onsite Detection of Partial Discharges in Power transformers by the UHF Method, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 11/2008, 1634-1639
• [10] Yao C., Chen P., Huang C., Chen Y., Qiao P., Study on the Application of an Ultra-High-Freqency Fractal Antenna to Partial Discharge Detection in Switchgears, Sensors 12/2013, 17362-17378
• [11] Bhatti R. A., Im Y., Park S., Compact PIFA for mobile terminals supporting cellular and non-cellular standards, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 57/2009, 2534–2540
• [12] Guo Y., Chia M. Y. W., Chen Z. N., Miniature built-in multiband antennas for mobile handsets, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 52/2004, 1936–1944
• [13] Chiu C. W., Lin F. L., Compact dual-band PIFA with multiresonators, IEE Electronics Letters, 38/2002, 538–540
• [14] Karkkainen M. K., Meander multiband PIFA with coplanar parasitic patches, IEEE Microwave and Wireless Component Letters, 15/2005, 630–632
• [15] Cho Y. J., Hwang S. H., Park S. O., A dual-band internal antenna with a parasitic patch for mobile handsets and the consideration of the handset case and battery, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 4/2005, 429–432
• [16] Picher C., Anguera J., Cabedo A., Puente C., Kahng S., Multiband handset antenna using slots on the ground plane: considerations to facilitate the integration of the feeding transmission line, Progress In Electromagnetics Research, 7/2009, 95–109
• [17] Anguera J., Sanz I., Mambru J., Puente C., Multiband handset antenna with a parallel excitation of PIFA and slot radiators, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 58/2010, 348–356
• [18] Martınez-Vazquez M., Litschke O., Geissler M., Heberling D., Martınez-Gonzalez A. M., Sanchez-Hernandez D., Integrated planar multiband antennas for personal communication handsets, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 54/2006, 384–391
• [19] Byndas A., Hossa R., Bialkowski M. E., Kabacik P., Investigations into operation of single- and multi-layer configurations of planar inverted-F antenna, IEEE Antennas and Propagation Magazine, 49/2007, 22–33
• [20] Gomez-Villanueva R., Linaresy Miranda R., Tirado-Mendez J., Jardon-Aguilar H., Ultra-wideband planar inverted-F antenna (PIFA) for mobile phone frequencies and ultra-wideband applications, Progress In Electromagnetics Research, 43/2013, 109-120
• [21] Raja K., Devaux F., Lelaidier S., Recoginition of Discharge Sources Using UHF PD Signatures, Electrical Insulation Magazine, IEEE Electrical Insulation Magazine, 2002, 8-14
• [22] Jahangir H., Akabari A., Werle P., UHF characteristics of different types of PD sources in power transformers, IEEE Conference Tehran, Iran, 2017,1242-1247

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).