بررسی روش های تفکیک پالس های نویز از پالس های تخلیه جزئی ژنراتور در حال کار

در سال های اخیر و با توجه به تغییر استراتژی های تعمیر و نگهداری تجهیزات شرکت های تأمین کننده ی انرژی الکتریکی ، روش های سریع و مطمئن تعیین وضعیت تجهیزات ، مورد توجه قرار گرفته اند. تشخیص سریع عیوب تجهیزات و برطرف کردن یا کاهش آثر آن ها یکی از ملزومات صنعت برق در دنیای امروز است. به همین دلیل، امروزه استراتژی های مبتنی بر وضعیت ، در صنعت برق و صنایع دیگر مورد توجه قرار گرفته اند که از الزامات این استراتژی ها ، آگاهی دائم و پیوسته از وضعیت تجهیزات است. یکی از مهم ترین و چه بسا حیاتی ترین تجهیزات در صنعت برق ، ژنراتورها هستند که وظیفه ی تولید انرژی الکتریکی را بر عهده دارند. به همین دلیل بررسی عیوب احتمالی در ژنراتورها و نحوه ی تشخیص عیوب آن-ها اهمیت بسیاری دارد. عیوب موجود در ژنراتورها را می توان به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول عیوبی هستند که بسیار سریع اتفاق می افتند مانند اشتباه در سنکرون کردن ژنراتور، ساخت نامناسب که بلافاصله منجر به خرابی می شود، و یا سقوط جسمی در ماشین که منجر به خرابی هسته بشود. دسته دوم عیوبی هستند که به تدریج و با گذشت زمان و با توجه به محیط و شرایط کاری ژنراتور رخ می دهند. تشخیص عیوب دسته دوم از اهمیت خاصی برخوردار است چرا که مستقیما بر روی طول عمر و کیفیت کار ماشین تأثیر گذار است و معمولا به راحتی دسته اول قابل تشخیص نیست. به همین دلیل اکثر تحقیقات بر روی عیوب دسته دوم و روش های تشخیص آنها متمرکز شده است. همانطور که می دانیم عامل اصلی خرابی در ژنراتورها، ایجاد مشکل در سیستم عایقی آنهاست که خود ناشی از عوامل مختلفی است. در گذشته، متخصصین برق زمانی به وجود یک عیب در سیستم عایقی ژنراتور پی می بردند که آن عیب توسعه زیادی یافته بود و اصطلاحا عایق دچار پیری شده بود. به همین دلیل امکان زیادی برای رفع عیب وجود نداشت و فقط می توانستند زمان خرابی کلی دستگاه را اندکی به تأخیر بیندازند. اما در سال های اخیر مشخص شده است که تحلیل فعالیت تخلیه جزئی و اندازه گیری این کمیت در قسمت های مختلف ماشین الکتریکی، امکان تشخیص عیب در مراحل اولیه و جلوگیری از توسعه آن و حتی برطرف کردن آن را فراهم کرده است. هر عیبی که در ژنراتور به وجود می آید، در همان مراحل اولیه ی پیدایش، منجر به رخداد پدیده ی تخلیه جزئی می شود. بنابراین می توان با اندازه گیری تخلیه جزئی و مقایسه میزان آن با مقدار مجاز، و یا مقایسه ی مقدار این کمیت با مقادیر اندازه گیری شده در گذشته، به وجود یا عدم وجود عیب در ژنراتور، نوع عیب، و نیز میزان شدت و پیشروی عیب پی برد . اندازه گیری تخلیه جزئی در ماشین های الکتریکی، از گذشته تا کنون مسیر طولانی را طی کرده است. در گذشته، اندازه گیری تخلیه جزئی به صورت خارج از سرویس انجام می شد. در این شیوه، تجهیز از شبکه خارج شده و با استفاده از یک منبع ولتاژ خارجی، عملیات تست صورت می گرفت. اما این شیوه، دارای محدودیت ها و عیوبی بود که باعث شد متخصصین به سمت اندازه گیری در حین کار تخلیه جزئی گرایش پیدا کنند. اما مهمترین چالشی که در اندازه گیری در حین کار تخلیه جزئی وجود دارد، وجود انواع نویزهای موجود در سیگنال های اکتسابی است. به گونه ای که گاهی سیگنال تخلیه جزئی در نویز غرق می شود و گاهی نویزهایی وجود دارند که دارای شکل موج بسیار مشابه با پالس تخلیه جزئی هستند. به دلیل وجود این نویزها و اختلالات، در صورتی که عملیات حذف نویز در اندازه گیری در حین کار تخلیه جزئی به خوبی صورت نگیرد، احتمال تشخیص اشتباه بسیار بالا خواهد بود و تجهیزی که در شرایط مطلوب قرار دارد، بدون دلیل از سرویس خارج شده و تبعات فنی و اقتصادی نامطلوب بسیاری را به همراه آورد. در گذشته تلاش های بسیاری برای حذف نویز از اندازه گیری های در حین کار تخلیه جزئی انجام شده است. برخی از این روش ها به صورت سخت افزاری بوده است که معمولا بر اساس زمان رسیدن پالس ها صورت گرفته است. مشکل عمده این روش ها ، خطای بالای آنها در صورت تغییر نه چندان زیاد شرایط کاری بوده است. اما روش های نرم افزاری نیز برای انجام عملیات حذف نویز ارائه شده که می توان از روش های الگوشناسی و همچنین استفاده از تبدیل موجک در این روش ها نام برد. در اکثر این روش ها ، اطلاعاتی که از فعالیت تخلیه جزئی موجود است، شامل دامنه پالس تخلیه جزئی و فاز رخداد پالس تخلیه جزئی نسبت به ولتاژ مرجع است. اما با پیشرفت های سخت افزاری و نرم افزاری صورت گرفته در زمینه اندازه گیری تخلیه جزئی، در سیستم های اندازه گیری جدید اندازه گیری تخلیه جزئی امکان ثبت شکل موج کامل پالس تخلیه جزئی فراهم شده است. در کشور ما نیز به تازگی با تلاش های صورت گرفته، این نوع اندازه گیری انجام شده است و علاوه بر این ، سیستم اندازه گیری مورد استفاده در این تحقیق ، امکان اندازه گیری چند کاناله همزمان را نیز دارا می باشد. این قابلیت، امکانی را برای ما فراهم می کند که بتوانیم با استفاده از تشخیص پالس های همزمان در سه فاز ، الگوریتمی را برای تشخیص پالس های نویز در نظر بگیریم، که در این تحقیق با توجه به اینکه چنین کاری در مورد ژنراتور در کشور ما کمیاب است، بر روی ارائه ی چنین الگوریتمی متمرکز شده ایم. در این تحقیق ابتدا در فصل اول به تبیین مفهوم تخلیه جزئی می پردازیم . در فصل دوم به بررسی روش های مختلف اندازه گیری تخلیه جزئی و انواع روش های حذف نویز می پردازیم. در فصل سوم در مورد روش مورد استفاده برای حذف نویز در این تحقیق بحث خواهیم کرد. در فصل آخر نیز به نتیجه گیری خواهیم پرداخت.