investigating the practical applications of the frequency response of the ‎transformers extracted using the lightning impulse test results

The lightning impulse (li) test is performed on newly manufactured power transformers as a routine factory acceptance test (fat). a well-known marx impulse generator (mig) is utilized in this test. the setting of the mig can be changed to obtain standard li wave shape. since various power transformers may have windings with dissimilar designs, different mig settings may be required for each transformer. the accurate computer simulation of the li test circuit can give help in finding the optimum setting of the mig. the frequency response (fr) of the power transformer impedance is required in such simulations. similarly, the transformer fr is required in calculating the transient recovery voltage (trv) across the contacts of the circuit breakers (cb) in the case of the transformer limited fault (tlf). the accurate calculation of such trvs has a great importance in selecting the proper rating for cbs. the fr of the transformer can be measured directly with network analyzers or some other conventional test instruments. however, performing an additional test to obtain the transformer fr imposes extra cost and efforts. alternatively, it can be achieved by using the routine li test results which is readily available. fortunately in both mentioned applications similar connections are required for transformer terminals. in this paper, the procedure to extract the transformer fr using the li test results is presented. then, the validity of such extracted frs is investigated by comparing them with the ones measured by conventional test instruments. as an innovation, the extracted transformer frs are used in the li test circuit simulation and the accuracy of the method is examined by experimental works. moreover, the application of the extracted fr in tlf trv calculation is investigated as well. the validity of the all presented theoretical concepts are evaluated using the experimental test results on a real large power transformer.

بررسی کاربردهای عملی استخراج پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور با استفاده از نتایج تست ضربه صاعقه

تست ضربه به عنوان یک تست روتین کارخانه ای بر روی ترانسفورماتورهای تازه تولید شده انجام میشود. ژنراتور ضربه مارکس در این تست مورد استفاده قرار میگیرد. تنظیمات این ژنراتور را برای رسیدن به شکل موج ضربه ایده آل میتوان تغییر داد. با توجه به اینکه ترانسورماتورهای مختلف دارای سیم پیچ هایی با طراحی متفاوتی هستند، در نتیجه در تست ضربه هر ترانسفورماتور تنظیمات متفاوتی برای ژنراتور ضربه نیاز است. شبیه سازی دقیق کامپیوتری مدار تست ضربه میتواند کمک شایانی در تعیین تنظیمات بهینه ژنراتور نماید. دانستن پاسخ فرکانسی امپدانس ترانسفورماتور در چنین شبیه سازیهایی لازم است. به طور مشابه، این پاسخ فرکانسی جهت محاسبه ولتاژ بازیابی گذار در کلیدهای قدرت در خطاهای محدود به ترانسفورماتور مورد نیاز است. تعیین دقیق ولتاژ بازیابی گذرا جهت تعیین مشخصات نامی کلید ضروری است. پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور را میتوان به کمک دستگاههای تجاری اندازه گیری پاسخ فرکانسی به دست آورد. با این حال، انجام یک اندازه گیری پاسخ فرکانسی اضافی، زمان بر بوده و دارای هزینه است. با این وجود، میتوان پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور را با استفاده از نتایج تست ضربه کارخانه ای آن به دست آورد. خوشبختانه نتایج این تست بدون هیچ هزینه اضافی در دسترس است. همچنین، اتصال ترمینالهای ترانسفورماتور در هر دو کاربرد ذکر شده یکسان است. در این مقاله، روند اندازه گیری پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور با استفاده از نتایج تست ضربه آورده شده است. سپس صحت پاسخ فرکانسی به دست آمده ترانسفورماتور با مقایسه آن با نتایج حاصل شده از دستگاهای تجاری اندازه گیری پاسخ فرکانسی سنجیده شده است. به عنوان یک نوآوری، در این مقاله پاسخ فرکانسی به دست آمده به کمک نتایج تست ضربه، برای شبیه سازی کل مدار تست ضربه استفاده شده است. اعتبار روش ارائه شده با استفاده از نتایج عملی انجام شده بر روی یک ترانسفورماتور قدرت واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است.