• • مدل کامل قابلیت اطمینان سیستم خنک‌کننده

حال در این قسمت با توجه به مطالعه قابلیت اطمینان برای هر یک از اجزاء در نظر گرفته شده برای سیستم خنک‌کننده، یک مدل کامل برای قابلیت اطمینان سیستم خنک‌کننده استخراج‌شده است. مدل مارکوف کامل سیستم خنک‌کننده در شکل (۳ – ۹) نشان داده شده است. این مدل از ترکیب مدل قابلیت اطمینان فن‌ها مطابق شکل (۳ – ۷) و دیگر اجزای سیستم خنک‌کننده مطابق شکل (۳ – ۸) به دست آمده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ۳-۹ : مدل کامل فضای حالت مارکوف سیستم خنک‌کننده]۲۲[
در شکل (۳ – ۹) وقتی سیستم در حالت‌های F، G، H، I و J کار می‌کند، ظرفیت بارگیری صفر می‌باشد. بنابراین، این شکل را می‌توان به شکل (۳ – ۱۰) تقلیل داد.
_sgfµ۴ = _۴µ , _۳ = ۳µ_sgfµ , ۲µ_sgf=₂ µ , _sgfµ= _۱µ , λ_۵=λ_oth , _sgfλ=_۴λλ_۳=۳λ_sgf, , 3λ_sgf=₂λ , ۴λ_sgf = _۱λ
_۵µ همچنین نرخ تعمیر سیستم خنک‌کننده بوده و با توجه به محاسبات زیر به دست می‌آید .
( ۳ – ۱۸) _۵ = µ
( ۳ – ۱۹) f₆₁ = f_FA
(۳ – ۲۰ ) P₆ = P_F + P_G + P_H +P_I + P_J

شکل ۳-۱۰ : مدل معادل سیستم خنک‌کننده (۶ حالته) ]۲۲[

• • • • 1. 1. مدل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور با خنک‌کنندگی روغن طبیعی – هوا اجباری

         

     

برای به دست آوردن مدل کامل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور می‌بایست مدل‌های حاصله برای هر یک از زیرسیستم‌ها را با هم ترکیب نموده تا مدل کامل قابلیت اطمینان ترانسفورماتور به دست آید. برای سادگی ابتدا مدل‌های زیرسیستم ۱ و ۲ با هم ترکیب‌شده و سپس مدل به دست آمده با مدل زیرسیستم ۳ ترکیب می‌شود. با ترکیب زیرسیستم ۱ و ۲، مدل مارکوف نشان داده شده در شکل (۳ – ۱۱) به صورت معادل، به دست می‌آید.

شکل ۳-۱۱: مدل سه حالته معادل زیرسیستم‌های ۱ و ۲]۲۲[
حال با تلفیق مدل معادل به دست آمده با مدل زیرسیستم ۳ می‌توان مدل کامل ترانسفورماتور با خنک‌کنندگی روغن طبیعی – هوا اجباری را به دست آورد. این مدل در شکل (۳ – ۱۲) نشان داده شده است.
به دلیل همسانی برخی از حالت‌ها، با تکنیک های قابلیت اطمینان، می‌توان مدل کامل ۱۷حالته فضای حالت را به مدل معادل ۱۱حالته ترانسفورماتور تقلیل داد. این مدل در شکل (۳ – ۱۳) نشان داده شده است. پارامترهای این شکل با توجه به پارامترهای شکل (۳ – ۱۲) و با روش قابلیت اطمینان به دست می‌آیند.

شکل ۳-۱۲ : مدل کامل فضای حالت مارکوف ترانسفورماتور]۲۲[

شکل ۳-۱۳ : مدل معادل فضای حالت مارکوف ۱۱حالته ترانسفورماتور]۲۲[
برای آن که درک تقریبی از عملکرد ترانسفورماتور داشته باشیم، می‌توان با بهره گرفتن از روابط محاسبه احتمال حالت‌های سالم و خراب سیستم، مدل را به مدل دو حالته نهایی تقلیل داد.
مدل دو حالته‌ی فضای حالت مارکوف در شکل (۳-۱۴) نشان داده شده است. در این شکل λ نرخ تغییر از حالت ۱ به حالت ۲ ( نرخ خرابی) و μ نرخ تغییر از حالت ۲ به حالت ۱ ( نرخ تعمییرات) می‌باشد.

شکل ۳- ۱۴ : فضای حالت نهایی مارکوف دو حالته برای یک ترانسفورماتور

• • 1. 1. قابلیت اطمینان در دوره فرسایش

     

برای ارزیابی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور در مرحله فرسایش می‌بایست در ابتدا تأثیر بارگذاری روی عمر ترانسفورماتور مورد بررسی قرار گیرد. در این بخش به صورت کامل اثرات بارگذاری روی دما و عمر ترانسفورماتور مورد بررسی قرار گرفته و سپس روابط تأثیرگذار بر قابلیت اطمینان در مرحله فرسایش بیان شده است.
با توجه به شرایط استفاده از ترانسفورماتور ممکن است در حالی که آسیبی به ترانسفورماتور وارد نگردد، اجازه داده شود اضافه بار روی ترانسفورماتور اتفاق بیفتد تا پیوستگی بار به دلایل اقتصادی و قابلیت اطمینان شبکه حفظ شود. برای اتخاذ این‌چنین تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه نحوه بارگیری از ترانسفورماتور در طول مدت بهره‌برداری بسیار تأثیرگذار خواهد بود و باید اثر حرارتی که دمای روغن و سیم‌پیچ روی عمر عایق دارند را درک نمود. تلفات بار و بی‌باری که توسط سیم‌پیچ و هسته ترانسفورماتور به وجود می‌آیند حرارت بالایی تولید می‌کنند، که اگر به موقع کنترل نشوند می‌توانند به خواص دی‌الکتریکی عایق آسیب وارد کنند.
در مدت شرایط کار عادی، فرایند حرارتی توسط سیستم خنک‌کنندگی کنترل می‌شود تا ترانسفورماتور را در یک تعادل حرارتی نگه دارد. شرکت های سازنده ترانسفورماتور، طول عمر تجهیز را تا زمانی که تحت دمای مشخص شده در استاندارد های IEEE و IEC کار کنند تضمین می‌کنند.
استاندارد بارگذاری ترانسفورماتورهای روغنی IEEE C57.91-1995 برای محاسبه اثر فرسایش عایق و در معرض دماهای بالا قرار گرفتن آن‌ها استفاده می‌شود. این استاندارد همچنین از طریق محاسبه دمای نقطه داغ سیم‌پیچ که عامل محرک برای محدود نمودن دمای اضافه باری می‌باشد به ما کمک می‌کند. مدیریت صحیح بارگیری از ترانسفورماتور با حفظ سطوح قابل‌قبولی از قابلیت اطمینان و شناخت چگونگی محاسبه کاهش عمر و دمای نقطه داغ، مبنای ایجاد دستورالعمل های پویا برای ترانسفورماتور قدرت می‌باشد. چنین دستورالعملی می‌تواند توسط اپراتورهای سیستم در موقعیت های احتمالی استفاده شود تا اجازه داده شود اضافه بار روی ترانسفورماتور اتفاق بیفتد.