شبیه‌سازی مدار تست ضربه ترانسفورماتور و بهینه‌سازی پارامترهای ژنراتور ضربه با الگوریتم ژنتیک

برخورد صاعقه به سیستم های قدرت موجب ایجاد اضافه ولتاژهای گذرایی با دامنه زیاد و مدت‌زمان بسیار کوتاه درآن ها می شود که به ولتاژ ضربه صاعقه موسوم هستند. در آزمایشگاه های کنترل کیفی کارخانجات سازنده ترانسفورماتور جهت اطمینان از کیفیت سیستم عایقی ترانسفورماتور در تحمل چنین ولتاژهایی، به کمک یک ژنراتور ضربه ولتاژهایی با شکل موج مشابه تولید کرده و به ترانسفورماتور اعمال می کنند. با توجه به نقش تعیین‌کننده‌ پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در شکل موج تولیدشده توسط ژنراتور ضربه و همچنین متفاوت بودن پاسخ فرکانسی ترانسفورماتورهایی با طراحی های مختلف، یکی از چالش های مهم، تولید شکل موج ضربه استاندارد مطابق با الزامات قید شده در استاندارد iec600601 می باشد. در آزمایشگاه های فشارقوی معمولاً با تغییر تجربی مقادیر مقاومت های سری و موازی ژنراتور ضربه و دیگر پارامترهای آن، به شکل موج ضربه استاندارد دست‌ می یابند. با این وجود در برخی از ترانسفورماتورهای خاص به کمک این رویه تجربی که همراه با سعی و خطا بوده و زمان بر است، شکل موج ضربه استاندارد بدست نمی آید.  برای حل این مشکلات، در این مقاله یک روش مدل‌سازی دقیق برای مدار تست ضربه ترانسفورماتور ارائه شده و مقادیر بهینه مقاومت های ژنراتور ضربه توسط الگوریتم ژنتیک تعیین شده اند. سپس نتایج مدل‌سازی به کمک تست های تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است.

Simulation of Transformer Impulse Test Circuit and Optimization of Impulse Generator Setup Using Genetic Algorithm

The lightning strikes create fast and high amplitude transient overvoltages in power systems which are called lightning impulse voltages. To ensure the quality of the insulation system of the transformer to deal with such overvoltages, at quality control high voltage test fields of manufacturers, similar voltages are produced by an Impulse Generator and applied to the transformer. Since frequency response of the transformer has a decisive role in the generated voltage waveform and given that the frequency responses of transformers with different designs are different, a main challenge in this field is to produce an impulse waveform with specifications specified in IEC600601. In high voltage test fields using an empirical method, the parameters of the impulse generator such as series and parallel resistors are set to achieve a standard impulse wave shape. This try and error empirical method is time consuming and besides, the standard wave shape cannot be achieved in some special design transformers. To overcome these problems, a precise simulation method for transformer impulse test circuit is provided in this paper and the genetic algorithm is adopted to determine the optimum values of impulse generator resistors. Finally, the simulation results are validated using the experimental works.