Partial discharge detection in transformer winding using FRA analysis

• Autorzy: Aissaoui Nassima , Houassine Hamza , Kabache Nadir

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.08.10

Warianty tytułu

PL

Wykrywanie wyładowań nierzupełnych w uzwojeniu transformatora przy wykorzystaniu analizy częstotliwościowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In power transformer, Partial Discharge is a cause of insulation failure, and thus, procedures for the area of PD sources are required. In this paper, an endeavor has been made to present frequency response analysis (FRA) for the discovery of PD by identifying the parameters of the winding by the particule swarm optimization (PSO), and giving its impedance according to the frequency. Comparison between the frequency responses of healthy winding and the affected one the is made to detect the failure associate to the partial discharge.

PL

W transformatorach energetycznych wyładowania niezupełne są przyczyną uszkodzeń izolacji, dlatego konieczne jest opracowanie procedur wykrywania źródeł wyładowań niezupełnych. W niniejszym artykule podjęto próbę przedstawienia analizy odpowiedzi częstotliwościowej (FRA) w celu wykrycia PD poprzez identyfikację parametrów uzwojenia za pomocą optymalizacji rojem cząstek (PSO) i określenie jego impedancji w zależności od częstotliwości. Porównanie odpowiedzi częstotliwościowych uzwojenia zdrowego i uszkodzonego pozwala na wykrycie uszkodzenia związanego z wyładowaniem częściowym.

Słowa kluczowe

EN

transformer winding; partial discharge; particule swarm optimization; frequency response analysis

PL

uzwojenie transformatora; wyładowania częściowe; optymalizacja rojem cząstek; analiza odpowiedzi częstotliwościowej

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 8
• Strony: 52--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Aissaoui Nassima

• Faculty of technology, University Dr Yahia Fares of Medea 26000, Algeria

autor

Houassine Hamza

• University Akli Mohand Oulhadj of Bouira, Algeria

autor

Kabache Nadir

• Research Laboratory on Electrical Engineering and Automatic LREA, University Dr Yahia Fares of Medea, Algeria

Bibliografia

• [1] Didier Nilly, « Le diagnostic d’état des transformateurs depuissance », Electromagnétisme. 2017. ffdumas-01871106f.
• [2] Ziomek, W., Vijayan, K., Boyd, D., Kuby, K., & Franchek, M.(2011). High voltage power transformer insulation design. 2011 Electrical Insulation Conference (EIC). doi:10.1109/eic.2011. 5996148
• [3] Irfan Ali Soomro, Md Nor Ramdon, “Study on different techniques of partial discharge (PD) detection in power transformers winding: Simulation between paper and EPOXY resin using UHF method”, International Journal of Conceptions on Electrical and Electronics Engineering Vol. 2, Issue. 1, April 2014; ISSN: 2345–9603.
• [4] Kunicki, M., Cichoń, A., & Borucki, S. (2018). Measurements on partial discharge in on-site operating power transformer: a case study . IET Generation, Transmission & Distribution, 12(10), 2487–2495. doi:10.1049/iet-gtd.2017.1551.
• [5] Hussain, M.R., Refaat, S.S., & Abu-Rub, H. (2021). Overview and Partial Discharge Analysis of Power Transformers: A Literature Review. IEEE Access, 9, 64587–64605. doi:10.1109/access.2021.3075288.
• [6] Zhang, G., WANG, Y.-B., Fan, Y., Qin, S., Chang, D., Mu, H.-B., & Shao, X. (2018). A Novel Partial Discharge Localisation Methodology for Power Transformers Based on Improved Acoustic Propagation Route Search Algorithm . IET Science, Measurement & Technology. doi:10.1049/iet-smt.2018.5092.
• [7] Dukanac, D. (2018). Application of UHF method for partial discharge source location in power transformers. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 25(6), 2266–2278. doi:10.1109/tdei.2018.006996.
• [8] Rathod, V.B., Kumbhar, G.B., & Bhalja, B.R. (2021). Partial Discharge Detection and Localization in Power Transformers based on Acoustic Emission: Theory, Methods, and Recent Trends. IETE Technical Review, 1–13. doi:10.1080/02564602.2021.18716.
• [9] Akshay A. Pandya, B.R.Parekh, “Sweep Frequency Response Analysis (sfra) an approach to detect hidden transformer faults”, international Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering Vol. 2,Issue 5, May 2013.
• [10] Tomislav Župana , Bojan Trkuljab , Željko Štihb, “Power transformer winding model for lightning impulse testing”, ScienceDirect Procedia Engineering 202(2017), 297–304.
• [11] Sugoto Maulik, L. Satish, “Localization and Estimation of Severity of a Discrete and Localized Mechanical Damage in Transformer Windings: Analytical Approach”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Vol. 23, No. 3; June 2016.
• [12] Alsuhaibani, S., Khan, Y., Beroual, A., & Malik, N. (2016). A Review of Frequency Response Analysis Methods for Power Transformer Diagnostics. Energies, 9(11), 879. doi:10.3390/en9110879.
• [13] Abdallah Chanane, Hamza Houassine, Ouahid Bouchhida, « Particle Swarm Optimization Method for identification and localization of faults in a transformer winding”, 8th Iternational Conference on Modelling, Identification and Control, 2016.
• [14] S.M.Hassan Hossein, H.R.Adineh, M.Saeedi, “Improved Modeling of Power Transformer Winding Using PSO”, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT) Volume 3, Issue 1, July 2013.
• [15] Mehdi Nafar, “Simulation of High Frequency Model of Transformer Winding”, nternational Journal of Research in Engineering and Technology (IJRET) Vol. 2, No. 5, 2013, ISSN 2277–4378.
• [16] Wu, G., Mallipeddi, R., & Suganthan, P.N. (2018). Ensemble strategies for population-based optimization algorithms – A survey. Swarm and Evolutionary Computation.doi:10.1016/j.swevo.2018.08.015
• [17] E. Lemke, “A Critical Review of Partial-Discharge Models”, IEEE Electrical Insulation magazine, 28(6)-16, 2012.
• [18] S.K. Girish, Dr. B.V. Sumangala, “Analysis of Partial Discharge Activity in Pressboards Using MATLAB SIMULINK”, International Journal of Advance Engineering and Research Development, Volume 4, Issue 8, August -2017.
• [19] Nidhi Singh, Subhra Debdas, Rajeev Chauhan, “Simulation &Experimental study of partial discharge in insulating materialsfor high voltage power equipments”, International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 4, Issue 12, December-2013.
• [20] Zhou, J. , Tang, J. , Zhang, X. , Liu, F, “Partial discharge ultra high frequency measurement system for suspended movable bubble defect in transformer” Przegląd Elektrotechniczny 2013 | R. 89, nr 1a | 207—210.
• [21] Mahdiyeh Eslami, Hussain Shareef, Azah mohamed, Mohammad Khajehzadeh, “ Particle Swarm Optimization forSimultaneous Tuning of Static Var Compensator and Power System Stabilizer”, April 2011, Przeglad Elektrotechniczny 87(9A):343-347.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).