Xây dựng giải pháp chẩn đoán sự cố trong máy biến áp 3 pha sử dụng các phương pháp xử lý tín hiệu thông minh TT

i MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ TRONG MÁY BIẾN ÁP 1.1 Ý NGHĨA CỦA BÀI TOÁN CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP .2 1.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ MBA 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu nước .2 1.2.3 Những tồn phương pháp chẩn đoán cố nước .2 1.2.4 Đề xuất luận án 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC ĐỀ XUẤT CỦA LUẬN ÁN 2.1 HIỆN TƯỢNG RUNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 2.1.1 Rung động cuộn dây 2.1.2 Rung động lõi thép 2.2 NHU CẦU GIÁM SÁT ĐỘ RUNG MÁY BIẾN ÁP 2.3 PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG THEO MIỀN TẦN SỐ 2.3.1 Cơ sở việc đáp ứng tần số 2.3.2 Phạm vi áp dụng phương pháp 2.3.3 Nhận xét phương pháp phân tích rung động theo miền tần số 2.4 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 2.4.1 Giới thiệu chung phương pháp phần tử hữu hạn 2.4.2 Sơ đồ tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn 2.4.3 Hệ phương trình Maxwell tổng quát cho trường điện từ ur 2.4.4 Mối liên hệ mật độ dịng điện phương trình từ vectơ A 2.5 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG PHẦN MỀM ANSYS MAXWELL ĐỂ XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN MBA 2.5.1 Phương trình trường điện từ 2.5.2 Hệ phương trình học 2.5.3 Ghép nối toán trường điện từ toán học .8 2.6 MẠNG NƠRON MLP .8 2.6.1 Cấu trúc mạng nơron MLP [40] .8 2.6.2 Quá trình học mạng nơron MLP 2.6.3 Thuật toán bước giảm cực đại 2.6.4 Thuật toán Levenberg – Marquardt cho mạng MLP ii 2.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 10 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH TRONG PHẦN MỀM ANSYS CHO MBA PHÂN PHỐI TRONG MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ 11 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG PHẦN MỀM ANSYS 11 3.1.1 Một số module phần mềm ANSYS 11 3.1.2 Khối chức mô điện từ ANSYS Maxwell 11 3.1.3 Khối chức mô kết cấu ANSYS Structure 11 3.1.4 Khối chức xây dựng mơ hình ANSYS desing modeler ANSYS meshing 11 3.1.5 Khối chức ANSYS mechanical workbench 11 3.1.6 Khối chức mô ANSYS mechanical 11 3.2 XÂY DỰNG MƠ HÌNH MBA PHÂN PHỐI 400KVA 22-0.4KV Y-Y0 TRONG ANSYS.11 3.2.1 Nguyên lý làm việc MBA 11 3.2.2 Xây dựng mơ hình MBA phân phối 400kVA 22-0.4kV Y-Y0 11 3.3 XÂY DỰNG CÁC MƠ HÌNH CHUẨN BỊ CHO Q TRÌNH MƠ PHỎNG TRẠNG THÁI LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG VÀ TRẠNG THÁI SỰ CỐ CỦA MBA PHÂN PHỐI .12 3.3.1 Mô hình chia lưới MBA làm việc trạng thái bình thường 12 3.3.2 Mơ hình chia lưới MBA làm việc cố cuộn dây bị nới lỏng theo thời gian 13 3.3.3 Mơ hình chia lưới MBA làm việc cố chập vòng dây 5%, 10% tổng số vòng dây cuộn cao áp pha B .13 3.3.4 Mơ hình chia lưới MBA làm việc cố lỏng bulông gá cuộn dây 13 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 13 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 13 4.1 BỘ DỮ LIỆU TÍN HIỆU ĐIỆN, CƠ LẤY TỪ MƠ PHỎNG TRONG PHẦN MỀM ANSYS 13 4.1.1 Trường hợp MBA hoạt động bình thường, tải 50% (trường hợp A-1) 13 4.1.2 Trường hợp cố ngắn mạch hai vòng dây cao áp 15 4.1.3 Trường hợp cố nới lỏng vòng dây .16 4.1.4 Trường hợp cố nới lỏng bu lông gá cuộn dây 17 4.1.7 Nhận xét kết mô .17 4.2 KẾT QUẢ HUẤN LUYỆN MẠNG MLP .18 4.2.1 Các thông số đặc trưng tín hiệu thu thập từ MBA 18 4.2.2 Kết huấn luyện mạng MLP .18 4.3 THỰC NGHIỆM TRÊN MBA PHÂN PHỐI 19 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 24 KẾT LUẬN 24 KIẾN NGHỊ 25 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong q trình vận hành, MBA gặp cố hỏng cách điện vòng dây, ngắn mạch, đứt dây, chạm đất, hoạt động sai thiết bị hay cố từ phía người sử dụng, tình trạng q tải lão hóa thiết bị, Khi xảy cố MBA, bảo vệ rơle tác động tách phần tử bị cố khỏi hệ thống điện loại trừ ảnh hưởng phần tử cố với phần tử liền kề khơng bị cố Chẩn đốn dạng cố máy biến áp pha toán cấp thiết để phát khắc phục cố thiết bị quan trọng hệ thống điện Việc xây dựng thành công giải pháp chẩn đoán cố tiềm ẩn MBA nói chung MBA phân phối 22/0.4kV nói riêng có ý nghĩa thực tế tốt, đưa vào áp dụng giúp cho người vận hành nhận biết sớm cố MBA tránh thiệt hại kinh tế phải sửa chữa thay MBA mới, nâng cao tính liên tục cung cấp điện MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Luận án nghiên cứu đưa giải pháp chẩn đoán cố MBA phân phối pha 22/0.4kV Phần mềm ANSYS sử dụng để xây dựng mơ hình MBA phân phối 22/0.4kV mạng nơron MLP với thuật toán học Levenberg – Marquadrt để chẩn đoán dạng cố tiềm ẩn MBA dựa đặc tính trích chọn từ tín hiệu điện tín hiệu rung học PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tài liệu phần mềm ANSYS xử lý tín hiệu MBA để xây dựng mơ hình MBA phân phối 22/0.4kV trạng thái làm việc bình thường cố Mơ MBA trạng thái làm việc bình thường trường hợp cố ANSYS để lấy mẫu tín hiệu điện rung động khí Các tín hiệu phân tích trích chọn thơng số đặc trưng để huấn luyện mơ hình nhận dạng sử dụng mạng nơron MLP với thuật toán học Levenberg – Marquadrt thư viện hỗ trợ Neural Network Toolbox Matlab để chẩn đoán dạng cố tiềm ẩn MBA Kiểm chứng mơ hình MBA xây dựng phần mềm ANSYS thực nghiệm với việc sử dụng cảm biến gia tốc để đo tín hiệu rung động MBA chế độ làm việc bình thường tải thay đổi ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu luận án chẩn đoán cố MBA phân phối ba pha 400kVA 22-0.4kV Y-Y0 để nâng cao hiệu vận hành hệ thống điện PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ứng dụng phần mềm ANSYS để xây dựng mơ hình cố MBA phân phối ba pha 400kVA 220.4kV Y-Y0 (chập vòng dây pha, chập 5% tổng số vòng dây pha, chập 10% tổng số vòng dây pha, bị nới lỏng dây quấn pha, bị lỏng bu lông gá dây quấn) để mô lấy kết (các tín hiệu điện, lực, khí) làm tín hiệu mẫu cho trình nhận dạng cố Lựa chọn xây dựng thuật toán nhận dạng sử dụng mạng nơron MLP để chẩn đoán cố MBA phân phối Thử nghiệm dùng cảm biến gia tốc để đo độ rung MBA thực chế độ làm việc bình thường tải thay đổi để kiểm chứng mơ hình MBA xây dựng phần mềm ANSYS Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI  Ý nghĩa khoa học: Đề xuất thuật toán nhận dạng sử dụng mạng nơron MLP với việc sử dụng đồng thời tín hiệu điện tín hiệu (rung động) để chẩn đoán cố tiềm ẩn MBA phân phối  Ý nghĩa thực tiễn đề tài: - Luận án góp phần dự báo sớm cố tiềm ẩn xảy MBA phân phối nhằm nâng cao hiệu vận hành hệ thống điện c i  s i ci s i si c i  s c i ci  c i si s i  Aii (qi )  Aii' Aii '   i 0 si ci di    cứu luận1 án tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành điều khiển tự  nghiên - Kết động hóa, học viên cao học nghiên cứu sinh quan tâm nghiên cứu vấn đề chẩn đoán cố MBA CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ TRONG MÁY BIẾN ÁP 1.1 Ý NGHĨA CỦA BÀI TOÁN CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP 1.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐỐN SỰ CỐ MBA 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 1.2.1.1 Các phương pháp chẩn đốn cố MBA dựa tín hiệu dịng, áp 1.2.1.2 Phương pháp phân tích nồng độ khí 1.2.1.3 Phương pháp chẩn đốn cố MBA dựa việc phân tích tín hiệu rung học MBA 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.2.3 Những tồn phương pháp chẩn đốn cố ngồi nước 1.2.3.1 Những tồn phương pháp phân tích tín hiệu dòng áp 1.2.3.2 Những tồn phương pháp phân tích nồng độ khí 1.2.3.3 Những tồn phương pháp đáp ứng tần số rung 1.2.4 Đề xuất luận án 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương luận án giải vấn đề sau:  Tổng hợp cơng trình nghiên cứu ngồi nước phương pháp chẩn đốn cố tiềm ẩn MBA truyền tải phân phối  Chỉ tồn hạn chế phương pháp chẩn đoán cố MBA cơng bố  Đề xuất giải pháp chẩn đốn cố MBA phân phối việc xây dựng mô hình MBA phần mềm ANSYS để lấy tín hiệu điện, (rung động) làm liệu cho việc nhận dạng cố MBA phân phối mạng nơron nhân tạo MLP CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC ĐỀ XUẤT CỦA LUẬN ÁN 2.1 HIỆN TƯỢNG RUNG TRONG MÁY BIẾN ÁP Hiện tượng rung máy biến áp sinh lực khác xuất lõi thép cuộn dây bên máy biến áp suốt trình vận hành 2.1.1 Rung động cuộn dây Sự rung động cuộn dây gây lực điện động, có tương tác dòng điện chảy cuộn dây từ thơng dị làm cho cuộn dây bị rung 2.1.2 Rung động lõi thép Sự rung động lõi thép tượng gọi từ giảo, từ giảo tượng vật thể kim loại trải Hình 2.1: Mạch từ cuộn dây máy biến áp qua biến dạng hình dạng đặt vào từ trường Bên máy biến áp, lõi thép vốn làm dạng dát mỏng chịu giãn nở co ngót việc thay đổi từ thông Sự giãn nở co ngót xảy hai lần chu kỳ xoay chiều 2.2 NHU CẦU GIÁM SÁT ĐỘ RUNG MÁY BIẾN ÁP 2.3 PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG THEO MIỀN TẦN SỐ 2.3.1 Cơ sở việc đáp ứng tần số MBA xem mạng lưới phức hợp bao gồm phần tử RLC Mạng RLC xuất phát từ điện trở cuộn dây đồng; điện cảm cuộn dây điện dung có từ lớp cách điện bối dây, cuộn dây với nhau, cuộn dây lõi thép, lõi thép vỏ thùng, thùng máy cuộn dây Tuy nhiên, sử dụng mạch đẳng trị đơn giản hóa với phần tử RLC gộp lại minh họa hình 2.3 để giải thích cách xác nguyên lý kỹ thuật đáp ứng tần số Bất kỳ dạng hư hỏng mặt vật lý MBA dẫn đến thay đổi mạng lưới RLC Những thay đổi mà tìm kiếm sử dụng đáp ứng tần số để làm bật thay đổi nhỏ lưới RLC bên MBA Đáp ứng tần số tiến hành cách đặt tín hiệu điện áp thấp có tần số thay đổi vào cuộn dây MBA đo hai tín hiệu đầu vào đầu Tỷ số hai tín hiệu cho ta đáp ứng yêu cầu Tỷ số gọi hàm truyền MBA từ ta thu giá trị độ lớn góc pha Với tần số khác nhau, mạng lưới RLC cho mạch tổng trở khác Vì lý đó, hàm truyền tần số đơn vị đo lường tổng trở thực mạng lưới RLC MBA Bất kỳ biến dạng mặt hình học làm thay đổi mạng lưới RLC, thay đổi lại làm thay đổi hàm truyền tần số khác từ ta biết thay đổi học MBA 2.3.2 Phạm vi áp dụng phương pháp Hiện nhằm phát dịch chuyển cuộn dây MBA, đơn vị bảo trì MBA sử dụng thiết bị đo FRA xem cơng cụ chẩn đốn hỗ trợ cơng tác thí nghiệm đánh giá hư hỏng điều tra cố MBA Kỹ thuật FRA chứng tỏ công cụ mạnh mẽ phương tiện phát dịch chuyển cuộn dây hư hỏng khác vốn ảnh hưởng đến tổng trở MBA cách tin cậy hiệu Việc tiến hành phép đo FRA để đánh giá tình trạng MBA, tiêu chuẩn cần thiết tình sau đây:  Ở tất MBA với mục đích lấy số liệu gốc ban đầu  Là phần thử nghiệm điện thông lệ định kỳ  Sau lắp đặt lại MBA  Sau MBA gặp phải ngắn mạch dài hạn  Sau sửa chữa chuyển nấc MBA  Sau loại cố xảy MBA  Sau loại hình bảo dưỡng thực MBA, đặc biệt có kiểm tra bên MBA 2.3.3 Nhận xét phương pháp phân tích rung động theo miền tần số 2.4 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 2.4.1 Giới thiệu chung phương pháp phần tử hữu hạn 2.4.1.1 Phương pháp xấp xỉ phần tử hữu hạn 2.4.1.2 Định nghĩa hình học phần tử hữu hạn 2.4.1.3 Các dạng phần tử 2.4.2 Sơ đồ tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn Một chương trình tính PTHH thường gồm khối sau: Khối 1: Đọc liệu đầu vào: Các liệu bao gồm thông tin mô tả nút phần tử (lưới phần tử), thông số học vật liệu (môđun đàn hồi, hệ số dẫn nhiệt ), thông tin tải trọng tác dụng thông tin liên kết kết cấu (điều kiện biên); Khối 2: Tính tốn ma trận độ cứng phần tử k véctơ lực nút phần tử f phần tử; Khối 3: Xây dựng ma trận độ cứng tổng thể K véctơ lực nút F chung cho hệ (ghép nối phần tử); Khối 4: Áp đặt điều kiện liên kết biên kết cấu, cách biến đổi ma trận độ cứng K vec tơ lực nút tổng thể F; Khối 5: Giải phương trình PTHH, xác định nghiệm hệ véctơ chuyển vị chung Q; Khối 6: Tính tốn đại lượng khác (ứng suất, biến dạng, gradiên nhiệt độ, v.v.) ; Khối 7: Tổ chức lưu trữ kết in kết quả, vẽ biểu đồ, đồ thị đại lượng theo yêu cầu 2.4.3 Hệ phương trình Maxwell tổng quát cho trường điện từ Bảng 2.1: Hệ phương trình Maxwell Tên Định luật Faraday Định luật Ampere Định luật Gauss Dạng vi phân r ur r � B �.E  � t r ur r r � D �.H  J  � t r r �.D   Dạng tích phân r r d r r Edl  � BdA � � dt c s r r r r d r r Hdl  JdA  DdA � � � dt � � c s s r r Dd  dV � � A� � � s v r r �.B  Định luật Gauss (Cho từ trường) r r Bd � � A0 s Việc phân tích, tính tốn yếu tố trường điện trường từ dựa vào hệ phương trình Maxwell, Từ trường biến thiên sinh điện trường xoáy ngược lại Điện trường từ trường liên hệ chặt chẽ chuyển hoá lẫn Khái niệm trường điện từ Maxwell nêu lên để diễn tả định lượng gọi hệ phương trình Maxwell ur r ur �D � uu rot H  J  � � t � ur u r � �B � rot E   � � t � ur � divB  � ur divD  � (2.1) ur uu r Trong môi trường vật liệu từ, mối quan hệ B H theo hệ số từ thẩm vật liệu sau: ur uu r (2.2) B= H Trong hệ đơnuu rvị SI, đại lượng có đơn vị thứ nguyên sau: Vectơ cường độ từ trường A/m H u r Vectơ cảm ứng từ T = kg/s2.A Br u Vectơ mật độ dòng điện A/m2 J  Hệ số từ thẩm vật liệu H/m ur Vectơ cảm ứng điện từ C/m2 D u r Vectơ cường độ điện trường V/m E Trong môi trường chân không: μ = μ0 = 4π.10-7 H/m Trong vật liệu từ hóa: μ = μrμ0 μr – Hệ số từ thẩm tương đối μ – Hệ số từ thẩm vật liệu (H/m) Toán tử Napla: �(toán tử Haminton) � �r �r �r i j k � x �y � z (2.3) Trong hệ tọa độ Descartes: ur uuur � A � A � A �A  div A  x  y  z � x �y � z r r r i j k ur ur � � � rot A  �x A  � x � y � z Ax Ay Az uu r ur � D Phương trình rot H  J  tương đương với hệ ba phương trình đại số � t (2.4) (2.5) �� Hz  �� y � � Hx ��  � z �� Hy ��  � x �� � Hy � z  jx  � Dx � t � Dy � Hz  jy  � x � t � Hx � D  jz  z � y � t (2.6) Đối với vật liệu sắt từ μ ten xơ �  xx  xy  xz � � � �  yx  yy  xz � (2.7) �  zx  zy  zz � � � 2.5 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG PHẦN MỀM ANSYS MAXWELL ĐỂ XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN MBA 2.5.1 Phương trình trường điện từ Để giải toán trường điện từ theo đặc trưng thời gian kỹ thuật chia làm hình thái khác nhau, từ hình thành nên hệ phương trình maxell sở cho việc giải phép phân tích cụ thể là: Khi hệ trạng thái ổn định có hai trường hợp: Trạng thái tĩnh khơng có biến thiên đại lượng trạng thái mà đặc tính vật lý biến thiên theo chu kỳ thông thường kỹ thuật xét tới trạng thái theo chu kỳ điều hòa Khi hệ trạng thái độ chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái ổn định khác, yếu tối tức thời gắn với thời gian đưa vào làm sở để xác định trạng thái tức thời hệ Trên sở để đơn giản hóa tốn kỹ thuật phương pháp phần tử hữu hạn xây dựng phương trình đặc trưng cho phần tử theo trạng thái Các hệ phương trình nút phần tử áp dụng cho mơ hình phân tích cụ thể áp dụng phần mềm ANSYS Trạng thái điện từ tĩnh 3D tính tốn cho mơ hình mà có từ trường tĩnh hình thành nam châm vĩnh cửu, nam châm điện môi chất khác không gian 3D Phương trình điện từ khơng gian cho công thức r ur r uu �.H  J r ur �.B  (2.8) ur uu r uur uuur r B  0 ( H  M )    r H  0 M p Trạng thái từ tĩnh 2D tính tốn cho mơ hình mà có từ trường tĩnh hình thành nam châm vĩnh cửu, nam châm điện môi chất khác không gian 2D Áp dụng cho lớp tốn có cấu trúc hình học đối xứng trịn xoay kích thước chiều lớn nhiều lần hai chiều lại đạo hàm từ trường theo phương có giá trị khơng Phương trình biến số khơng gian xác định bởi:         J z ( x, y )   ( Az ( x, y ))  (2.9)  0 r  Trong A từ véc tơ mặt phẳng xét Trạng thái từ trường biến thiên theo dạng sin 3D áp dụng cho lớp toán điện từ trường trạng thái từ trường sinh nguồn điện biến thiên điều hòa, hiệu ứng bề mặt kết hợp từ trường biến thiên điều hòa dòng điện biến thiên điều hòa gây bên vật dẫn Phương trình biến số khơng gian nút xác định bởi:    H   j H (2.10)    j  Trạng thái điện từ biến thiên theo thời gian 3D áp dụng cho lớp tốn có từ trường, dịng điện biến thiên theo thời gian không gian 3D nguồn điện biến thiên chuyển động vật thể Khi hệ phương trình khơng gian nút phần tử xác định bởi:     B    H  0  t   .B 0         .    .() 0 t   (2.11) Trạng thái điện từ biến thiên theo thời gian 2D áp dụng tương tự toán điện trường 3D nhiên đạo hàm từ trường, dịng điện theo phương có giá trị Khi phương trình khơng gian nút phần tử xác định bởi:           A  v A  J s    V   H c  V  A t (2.12) Tráng thái tính điện: Xét cho lớp toán phân bố điện trường khơng gian 3D mà khơng có biến thiên theo thời gian Phương trình khơng gian hệ thiết lập hệ: Áp dụng cho phân tích mơ hình 2D:   .( r   )   v (2.13) Áp dụng cho phân tích mơ hình 3D:   .( r  ( x, y ))   (2.14) Dòng dẫn chiều - Áp dụng lớp tốn phân tích dịng điện dẫn có cường độ chiều khơng thay đổi theo thời gian Phương trình biến số khơng gian nút phần tử xác định Áp dụng cho phân tích 3D r r r (2.15) J ( x, y )   E ( x, y )  � ( x, y ) Áp dụng cho phân tích 2D: r r (2.16) �.(� )  Dịng điện biến thiên điều hòa: Áp dụng cho lớp tốn phân tích cường độ dịng điện chảy vật dẫn hệ biến thiên điều hịa Phương trình biến số không gian nút phần tử xác định (chỉ áp dụng cho lớp toán 2D)     E  j( x, y ) 0   (2.17) Dòng điện biến thiên theo thời gian Áp dụng cho mơ hình tốn có cường độ dịng điện biến thiên theo thời gian khơng gian 3D phương trình khơng gian nút phần tử xác định công thức         .    .() 0 t   (2.18) Phương pháp tính tốn lực điện từ phần mềm maxwell: Trong đó, theo định luật lực điện từ Lorent, phần mềm định nghĩa đại lượng gọi tenso lực Maxwell công thức: � B H � Hx � Bx  Hx � By Hx � Bz � � � � B H � �   � Hy � Bx Hy � By  Hy � Bz � (2.19) � � B H� � Bx Hz � By Hz � Bz  � Hz � � � � Theo lực điện từ tính tốn theo công thức: dF   � dA (2.20) đó: F lực điện từ, A diện tích mặt cần tính lực,  tenso lực Maxwell, Theo phương pháp phân tích trên, phần mềm người dùng thiết lập tính tốn lực điện từ, phần mềm tự động tính tốn tensor lực Maxwell nút vật thể thiết lập, từ tính tốn mật độ lực theo thể tích mật độ lực bề mặt vật thể Các kết tính tốn lực sở để phân tích ứng sử học giai đoạn sau phân tích Loại phần tử sử dụng phần mềm maxwell 3D phần tử tứ diện đỉnh nút Các thành phần tiếp xúc cạnh xác định đỉnh Thành phần tiếp xúc mặt xác định điểm trung bình cạnh Các điểm bên nội suy theo hàm bậc từ điểm sở 2.5.2 Hệ phương trình học 2.5.2.1 Lực, chuyển vị, biến dạng ứng suất 2.5.2.2 Nguyên lý cực tiểu hố tồn phần 2.5.3 Ghép nối tốn trường điện từ toán học 2.5.3.1 Phân tích dao động học độ ồn 2.5.3.2 Mơ hình tính tốn dao động phương pháp phần tử hữu hạn 2.6 MẠNG NƠRON MLP 2.6.1 Cấu trúc mạng nơron MLP Mạng MLP (MultiLayer Perceptron) mạng truyền thẳng xây dựng từ phần tử nơron McCulloch – Pitts, nơron xếp thành lớp (layer) gồm lớp kênh tín hiệu đầu vào (input layer), lớp kênh tín hiệu đầu (output layer), số lớp trung gian gọi chung lớp ẩn (hidden layers) Trên hình 2.13 mơ hình mạng MLP có N đầu vào, có lớp ẩn với M nơron K đầu Ta ký hiệu chung trọng số ghép nối lớp đầu vào lớp ẩn Wij ( i  � M ; j  � N ), ký hiệu trọng số ghép nối lớp ẩn lớp đầu Vij ( i  � K ; j  � M ) Các hàm truyền đạt nơron lớp ẩn lớp đầu tương ứng ký hiệu f1 f2 Trong mơ hình, tác giả chọn hàm truyền đạt khác tùy theo kinh nghiệm mục đích Các dạng hàm thường lựa chọn để sử dụng [37]: Hình 2.4: Mơ hình mạng MLP với lớp ẩn - Hàm logsig: logsig ( x)   e x 13 Hình 3.3: Mơ hình chia lưới số phần tử lưới MBA 3.3.2 Mô hình chia lưới MBA làm việc cố cuộn dây bị nới lỏng theo thời gian 3.3.3 Mô hình chia lưới MBA làm việc cố chập vòng dây 5%, 10% tổng số vòng dây cuộn cao áp pha B  Thiết lập mạch điện cho MBA LabelID=IU_LA 22000*sqrt(2) V LabelID=VV_HA LWinding_HA LWinding_LB 22000*sqrt(2) V LabelID=VV_HB LWinding_HB + LWinding_LA 0.78ohm R22 + 0.78ohm R25 0 (5/2089*2) ohm R44 LWinding_T LabelID=IU_LC + 0.78ohm R28 5ohm R8 LabelID=IU_LB LWinding_LC 22000*sqrt(2) V LabelID=VV_HC LWinding_HC 5ohm R11 5ohm R14 Hình 3.4: Sơ đồ mạch điện cho MBA cố chập vòng dây cao áp pha B 3.3.4 Mơ hình chia lưới MBA làm việc cố lỏng bulông gá cuộn dây 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương luận án giải số vấn đề sau: - Để mơ chẩn đốn cố MBA ta dựa vào tín hiệu điện rung động khí (tín hiệu cơ), luận án sử dụng phần mềm ANSYS để xây dựng mô hình MBA phân phối 400kVA 22-0.4KV Y-Y0 - Đã cài đặt điều kiện biên, điều kiện kích thích cho cuộn dây, chia lưới thành cơng mơ hình MBA phân phối 400kVA 22-0.4KV Y-Y0 đưa mơ hình MBA theo kịch bản: 01 trường hợp làm việc bình thường 05 trường hợp cố để chuẩn bị tiến hành mô lấy liệu phục vụ q trình nhận dạng chẩn đốn cố MBA CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 14 4.1 BỘ DỮ LIỆU TÍN HIỆU ĐIỆN, CƠ LẤY TỪ MƠ PHỎNG TRONG PHẦN MỀM ANSYS Như trình bày chương 3, mơ hình MBA phân phối 400kVA 22-0.4kV Y-Y xây dựng phần mềm ANSYS Với mơ hình này, thực tính tốn đưa dạng tín hiệu mơ phần mềm ANSYS để lấy liệu cho kịch làm việc MBA, gồm trường hợp MBA làm việc bình thường trường hợp MBA bị cố Với kịch bản, luận án tiến hành mô với mức phụ tải 50%, 80% 100% định mức 10 giá trị pha ban đầu để làm liệu mẫu huấn luyện, giá trị pha ban đầu để làm liệu kiểm tra Tổng cộng có �3 �(10  3)  234 mẫu mô thực 4.1.1 Trường hợp MBA hoạt động bình thường, tải 50% (trường hợp A-1) 4.1.1.1 Kết tính tốn theo thời gian thành phần lực cuộn dây lõi Các kết cho đồ thị hình 4.1 hình 4.2 hình 4.3 Hình 4.1: Đồ thị thành phần lực kéo hai đầu theo hướng kính cuộn dây HA, HB, HC Hình 4.2: Đồ thị thành phần lực kéo hai đầu theo hướng kính cuộn dây LA, LB, LC 15 Hình 4.3: Đồ thị lực theo phương x, y, z tác động lên lõi 4.1.1.2 Kết phân tích đáp ứng chuyển vị theo tần số  Kết phân tích chuyển vị theo phương x vỏ máy: Hình 4.4: Chuyển vị theo phương x vỏ máy 105 mm ứng với tần số 115Hz Từ đồ thị ta thấy biên độ dao động lớn đạt 6,401 �  Kết phân tích chuyển vị theo phương y vỏ máy Hình 4.5: Chuyển vị theo phương y vỏ máy 10 4 mm ứng với tần số 50Hz Biên độ chuyển vị theo phương y lớn đạt 4,4473 �  Kết phân tích chuyển vị theo phương z vỏ máy 16 Hình 4.6: Chuyển vị theo phương z vỏ máy Biên độ chuyển vị theo phương z lớn đạt 6,145.10-3 tần số 50Hz 4.1.2 Trường hợp cố ngắn mạch hai vịng dây cao áp  Kết phân tích chuyển vị theo phương x vỏ máy Hình 4.7: Chuyển vị theo phương x vỏ máy 103 mm tần số 120Hz Giá trị chuyển vị lớn theo phương x đạt 1,46 �  Kết phân tích chuyển vị theo phương y vỏ máy Hình 4.8: Chuyển vị theo phương y vỏ máy 103 mm tần số 50Hz Giá trị chuyển vị theo phương y lớn đạt 13,4 �  Kết phân tích chuyển vị theo phương z vỏ máy Hình 4.9: Chuyển vị theo phương z vỏ máy Giá trị chuyển vị theo phương Z lớn đạt 0.18406mm tần số 50Hz 4.1.3 Trường hợp cố nới lỏng vịng dây 17  Kết phân tích chuyển vị theo phương x vỏ máy Hình 4.10: Chuyển vị theo phương x vỏ máy 105 mm ứng với tần số 115Hz Biên độ chuyển vị theo phương x lớn đạt 6, 401 �  Kết phân tích chuyển vị theo phương y vỏ máy Hình 4.11: Chuyển vị theo phương y vỏ máy 104 mm ứng với tần số 50Hz Biên độ chuyển vị theo phương y lớn đạt 4,4473 �  Kết phân tích chuyển vị theo phương z vỏ máy Hình 4.12: Chuyển vị theo phương z vỏ máy 103 mm ứng với tần số 50Hz Biên độ chuyển vị theo phương z lớn đạt 6,1456 � 4.1.4 Trường hợp cố nới lỏng bu lông gá cuộn dây 4.1.7 Nhận xét kết mô Qua kết mô ta nhận thấy có khác biệt đặc tính điện rung động khí, kết mơ chế độ làm việc MBA sau  Trường hợp 50% tải Sự cố Chuyển vị ngắn mạch (biên độ rung Bình thường hai vịng dây động) vỏ MBA cao áp Chuyển vị 6,401.100,00146mm Sự cố nới lỏng vòng dây cuộn dây cao áp 6,401.10- Sự cố ngắn Sự cố ngắn mạch chập mạch chập 5% vòng dây 10% vòng dây cao áp cao áp 0,0036mm 0,0517 mm 0,1935mm Sự cố lỏng bu-lông gá cuộn dây 18 theo phương 5mm tần tần số mm ứng với tần số 195Hz tần số tần số 120Hz X số 115Hz 120Hz tần số 115Hz 120Hz Chuyển vị 4,447 10-4 0,0134mm 4,447 10-4 0,00096mm 0,4823mm 0,74037mm theo phương mm tần số tần số 50Hz mm tần tần số tần số 50Hz tần số Y 50Hz số 50Hz 195Hz 50Hz -3 -3 Chuyển vị 6,14 10 mm 0,18406mm 6,14 10 mm 0,00054mm 6,6003mm 10,183mm theo phương tần số tần số tần số số tần số 50hz tần số 50Hz Z 50Hz 50Hz 50Hz 195Hz  Trường hợp 80% tải Chuyển vị (Biên độ rung động) vỏ MBA Sự cố ngắn mạch chập 5% tổng số vòng dây cao áp 0,775mm 0,68mm 89,6mm 586 mm tần số 125Hz tần số 115Hz tần số 195Hz tần số 115Hz Sự cố ngắn mạch hai Bình thường vịng dây cao áp 6,8 10-5 mm Chuyển vị theo tần số phương X 115Hz 4,53 10-4 mm Chuyển vị theo tần số phương Y 120Hz 6,27 10-3mm Chuyển vị theo tần số phương Z 50Hz Sự cố nới lỏng vòng dây cuộn dây cao áp Sự cố lỏng bu-lông gá cuộn dây Sự cố chập 10% tổng số vòng dây cao áp 409mm tần số 125Hz 9,98mm tần số 50Hz 0,354 mm 21,9mm tần số 120Hz tần số 80Hz 325mm 316mm tần số 115Hz tần số 115Hz 136mm tần số 50Hz 60,27mm 5,79mm tần số 50Hz số 80Hz 627 mm tần số 40hz 654mm tần số 40Hz  Trường hợp 100% tải Chuyển vị (Biên độ rung Bình thường động) vỏ MBA 7,2.10-5mm Chuyển vị mm tần số theo phương X 115Hz 4,61.10-4mm Chuyển vị mm tần số theo phương Y 50Hz 6,38.10-3mm Chuyển vị mm tần theo phương Z số 50Hz Sự cố ngắn Sự cố nới Sự cố ngắn Sự cố lỏng mạch hai lỏng vịng mạch chập 5% bu-lơng gá vịng dây dây cuộn tổng số vòng cuộn dây cao áp dây cao áp dây cao áp -3 -5 -2 2,02.10 mm 7,14.10 mm 1,35.10 mm 2,68.10-2mm mm tần mm tần mm tần mm tần số số 50Hz số 115Hz số 195Hz 115Hz -4 -4 -3 1,86.10 mm 4,61.10 mm 3,6.10 mm 0,19555mm mm tần mm tần mm tần tần số 50Hz số 125Hz số 50Hz số 195Hz -2 -3 2,78.10 mm 6,37.10 mm 2,02.10-3mm 2,6895mm mm tần mm tần mm tần tần số 50Hz số 50Hz số 50Hz số 195Hz Sự cố chập 10% tổng số vòng dây cao áp 7,5.10-2mm tần số 135Hz 1,01mm tần số 50Hz 13,884mm tần số 50Hz 4.2 KẾT QUẢ HUẤN LUYỆN MẠNG MLP 4.2.1 Các thơng số đặc trưng tín hiệu thu thập từ MBA Trong luận án, đề xuất sử dụng đặc tính tín hiệu để phân loại trạng thái MBA trích xuất từ tín hiệu đo sau:  Từ phổ tần số dao động chuyển dịch vỏ MBA theo trục: sử dụng giá trị lớn phổ trục, hay ta có: x1  max  M x     ; max  M z     x2  max M y    ; x3   25,30,K ,200   25,30,K ,200    25,30,K ,200 19  Từ giá trị biến thiên lực tác dụng theo trục: sử dụng giá trị lớn lực trục, lựa chọn búi dây pha B, phía cao áp (là pha sử dụng mô pha xảy cố), hay ta có: x4  max FxH  t  x5  max FyH  t  x6  max FzH  t  t� 0,100 ms  t� 0,100 ms  t� 0,100 ms  ; ; ; Phía hạ áp ta có: x7  max FxL  t  x8  max FyL  t  x9  max FzL  t  t� 0,100 ms  t� 0,100 ms  t� 0,100 ms  ; ; ;  Từ giá trị biến thiên lực tác dụng hướng kính: sử dụng giá trị lớn lực trục, lựa chọn búi dây pha B, phía cao áp (là pha sử dụng mô pha xảy cố), hay ta có: x10  max  Fcx  t   x11  max  Fcy  t   x12  max  Fcz  t   t� 0,100 ms  t� 0,100 ms  t� 0,100 ms  ; ; ;  Từ giá trị biến thiên biên độ dòng pha B phía cao áp hạ áp, điện áp pha B phía hạ áp, sử dụng giá trị lớn tín hiệu, hay ta có: x13  max  I H  t   ;   x14  max t� 0,100 ms      IL  t   ,  x15  max t� 0,100 ms      UL  t  ;   t� 0,100 ms  Như vậy, véc tơ đặc tính đầu vào gồm 15 thành phần Đầu hệ nhận dạng mã trạng thái MBA, bao gồm trạng thái xem xét kể trên:  d  1: MBA chế độ bình thường  d  : MBA bị lỏng ốc bu lông gá cuộn dây  d  : MBA có vịng dây bị nới lỏng quanh trụ  d  : MBA bị chập vòng dây liền (tại cuộn dây pha B, phía cao áp)  d  : MBA bị chập 5% số vòng dây liền (tại cuộn dây pha B, phía cao áp)  d  : MBA bị chập 10% số vòng dây liền (tại cuộn dây pha B, phía cao áp) 4.2.2 Kết huấn luyện mạng MLP Chương trình mơ sử dụng thuật toán học Levenberg – Marquadrt thư viện hỗ trợ Neural Network Toolbox Matlab Kết thử nghiệm với véc-tơ đặc tính 15 đầu vào, đầu số nơron ẩn tăng dần sau:  Với nơron ẩn: (a) Kết 180với mẫu, Hình 4.13: Kết quảhọc mơ với nơron ẩn: (b) Kết kiểm tra với 54 mẫu 20  Trên hình 4.13a 4.13b kết huấn luyện mạng với mẫu học sau kiểm tra lại với mẫu kiểm tra Trục hoành số thứ tự mẫu Do mẫu huấn luyện gồm 180 mẫu nên hình 4.24a có trục hồnh từ đến 180, mẫu kiểm tra gồm 54 mẫu nên hình 4.24b có trục hồnh từ đến 54 Các điểm giá trị ‘*’ (màu xanh) giá trị mẫu đích xác cần đạt q trình học Các điểm giá trị ‘o’ (màu đỏ) giá trị đầu mạng MLP ứng với mẫu xi Đường liền màu tím biểu diễn sai lệch tuyệt đối đầu mạng MLP giá trị đích Đường nét đứt màu đen đường giá trị ngưỡng y = 0.5 để đánh giá nhanh tương quan sai lệch tuyệt đối giá trị ngưỡng 0.5 Do giá trị đích có giá trị rời rạc (d = 1, 2, …, 6), giá trị đầu mạng quy giá trị đích gần để làm kết nhận dạng Ví dụ giá trị đầu 2,34 kết nhận dạng trường hợp ‘d=2’ (MBA bị lỏng ốc bu lông gá cuộn dây) Với phương pháp này, giá trị đích có khoảng cách tối thiểu 1, nên sai lệch giá trị đầu nhỏ 0,5 khơng có sai số nhận dạng Kết học hình 4.24 cho thấy mạng có cấu trúc đơn giản (15 đầu vào, nơron ẩn, đầu ra) nên chưa học thành công mẫu, nên cịn nhiều trường hợp lỗi Trong nhiều mẫu thuộc trường hợp học không thành công  Với nơron ẩn: (a) Kết (b) họcKết với 180 kiểm mẫu tra với 54 mẫu Hình 4.14: Kết mơ với nơron ẩn: Kết thử nghiệm cho thấy mạng có cấu trúc đơn giản (15 đầu vào, nơ-rôn ẩn, đầu ra) nên chưa học thành cơng mẫu, nhiên số lượng sai sót so với trường hợp lớp ẩn Còn số trường hợp (mẫu nhóm 5) bị nhầm sang dạng Khi kiểm tra với tập số liệu 54 mẫu (như hình 4.25b), cịn trường hợp bị nhận dạng nhầm  Với nơron ẩn: (a) Kết học với 180 mẫu (a) Kết học với 180 mẫu (b) Kết kiểm tra với 54 mẫu (b) Kết kiểm tra với 54 mẫu 21 Hình 4.15: Kết mơ với nơron ẩn: Kết học cho thấy mạng học thành công tất mẫu, tất trường hợp mẫu học mẫu kiểm tra có sai số nhỏ (nhỏ ngưỡng 0,5) Với nơron ẩn: Hình 16:mạng Kết nghiệm nơron Kết học cho thấy như4.với có thử nơron ẩn, với mạng với ẩn: nơron ẩn học thành công tất mẫu, tất trường hợp mẫu học mẫu kiểm tra có sai số nhỏ (nhỏ ngưỡng 0,5) Với nơron ẩn: (a) Kết học(b) vớiKết 180quả mẫukiểm tra Hình Kết thử nghiệm với nơron ẩn:, với4.17: 54 mẫu Kết học cho thấy mạng với nơron ẩn học thành công tất mẫu, tất trường hợp mẫu học mẫu kiểm tra có sai số nhỏ (nhỏ ngưỡng 0,5) Do thấy mạng MLP với 15 đầu vào, lớp ẩn với nơron ẩn nơron đầu học thành cơng để nhận dạng xác trạng thái MBA mơ luận án Mơ hình mạng nhỏ với nơron ẩn thể hình 4.29 Cấu trúc mạng nơron lựa chọn để nhận dạng véc-tơ đặc tính trích chọn từ tín hiệu MBA thể hình 4.18 Hình 4.18: Cấu trúc mạng nơron với 15 đầu vào, nơron ẩn đầu 22 4.3 THỰC NGHIỆM TRÊN MBA PHÂN PHỐI Thiết bị đo độ rung thiết kế, chế tạo (chi tiết thiết kế chế, chế tạo phụ lục luận án) lắp đặt thử nghiệm Trạm biến áp ĐH công nghiệp thể hình 4.28 (a) Có thể nhận thấy mức độMáy rungbiến củấp Trạm ĐH Cơng nghiệp (a) Hình 4.19: MBA tăng dần khoảng thời thiết gian bị đo từ gắn vỏ máy biến áp (b) 10h đến 12h trưa Sau tương đối ổn định đến khoảng 17h tăng nhanh để đạt đỉnh lúc 18h chiều Hình 4.20: Kết nhận dạng thông qua đo độ rung cảm biến gia tốc Trạm ĐH Công nghiệp từ 9.00 đến 18.30 ngày 15/9/2020 Trên hình 4.21 kết số liệu đo xa thu thập Điện lực Thái Nguyên cho Trạm MBA thí nghiệm khoảng thời gian thực Tuy nhiên giá trị đo xa hạn chế thực theo chu kỳ 30 phút lần đo lấy giá trị tức thời thời điểm đo Hình 4.21: Các giá trị P tổng đo từ xa Điện lực Thái Nguyên cho trạm ĐH Công nghiệp vào khoảng thời gian từ 9.00 đến 18.30 ngày 15/9/2020 Có thể nhận thấy biểu đồ biến thiên phụ tải có xu tương tự với biểu đồ độ rung Đó xu tăng dần buổi sáng giao động (xung quanh mức trung bình) buổi chiều tăng nhanh vào cuối chiều Để thấy rõ mức độ tương quan, hình 4.22 thể hai đường biến (b) 23 thiên, giá trị đo thực tế P tổng chuẩn hóa (tuyến tính) giải giá trị [0,1] Từ hình 4.22, ta nhận thấy có tương quan rõ rệt độ rung MBA công suất truyền tải MBA Hình 4.22: Biểu đồ thể đồng thời tín hiệu độ rung P tổng MBA chuẩn hóa dải [0,1] thời gian đo thử nghiệm Tiến hành phân tích phổ tín hiệu rung động, NCS phân tích phổ tín hiệu theo cửa sổ có độ dài phút, số lượng cửa sổ tính tốn 90, tổng thời gian tính tốn phân tích phổ 450 phút Kết phân tích cho thấy phổ rung động có độ tương đồng tương đối cao thấy hình 4.23 sau (a) (c) (b) (d) Hình 4.23: Các kết phân tích phổ cho cửa số số : (a), 10 (b), 20 (c) 30(d) Hình 4.23 biểu diễn biên độ phổ rung động sử dụng phân tích Fourrier Có thể nhận thấy đồ thị có khác biệt cao độ đỉnh phổ, vị trí đỉnh phổ ổn định Trên hình đánh dấu số đỉnh phổ lân cận tần số 50Hz, 100Hz 150Hz với số đỉnh phổ hài tần số đỉnh 75Hz 107.5Hz Để biểu diễn rõ biến thiên vị trí đỉnh phổ theo thời gian, hình 4.24 thể biến thiên đỉnh phổ khoảng giá trị tần số : 24  Để theo dõi biến thiên đỉnh phổ lân cận 50Hz, ta xác định điểm cực trị dải tần số [37,5Hz ; 62,5Hz],  Để theo dõi biến thiên đỉnh phổ lân cận 75Hz, ta xác định điểm cực trị dải tần số [62,5Hz ; 87,5Hz],  Để theo dõi biến thiên đỉnh phổ lân cận 107.5Hz, ta xác định điểm cực trị dải tần số [105Hz ; 110Hz] (dải Hình 4.24: Sự biến thiên đỉnh phổ tìm kiếm cho đỉnh phổ theo thời gian lấy mẫu hẹp để tránh phát nhầm đỉnh phổ lân cận 100Hz),  Để theo dõi biến thiên đỉnh phổ lân cận 150Hz, ta xác định điểm cực trị dải tần số [137.5Hz ; 162.5Hz] Có thể nhận thấy từ Hình 4.36 đỉnh phổ có vị trí ổn định, số vị trí quan sát có đỉnh phổ lân cận 75Hz có dao động rõ dải từ 70Hz đến 80Hz Qua nhận thấy trường hợp hoạt động bình thường, phổ tần số biến thiên lớn biên độ công suất tức thời MBA thay đổi, đỉnh phổ có vị trí tương đối ổn định Do thời gian đo đạc thử nghiệm ngắn nên NCS chưa có điều kiện thử nghiệm với MBA bị cố chưa có nhiều số liệu để so sánh, nhiên rút số kết luận định sau : Độ rung MBA bị ảnh hưởng lớn công suất truyền tải tức thời MBA nên để phát rung động bất thường cần phải phối hợp tín hiệu rung động tín hiệu điện (đo điểm làm việc MBA) Cảm biến gia tốc sử dụng làm giải pháp đo độ rung thiết bị vận hành, từ làm sở để xây dựng mơ hình nhận dạng chế độ làm việc thiết bị Trong chế độ hoạt động bình thường, tải thay đổi, phổ tần số tín hiệu rung động đo thực tế có vị trí đỉnh phổ ổn định Điều cho thấy có thành phần rung động khác lạ (do cố khác nhau), ta phát thành phần để làm sở cho nhận dạng trường hợp cố 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương Luận án trình bày vấn đề sau: - Sử dụng mơ hình MBA xây dựng chương phần mềm ANSYS để mô 234 kết kịch làm việc MBA, gồm: 01 trường hợp làm việc bình thường 05 trường hợp cố Với trường hợp, MBA mô với tải tương ứng 50%, 80%, 100% so với tải định mức - Đã tiến hành đánh giá, phân tích cho thấy tín hiệu điện tín hiệu lực tác dụng MBA sử dụng để phát trạng thái MBA, 25 - Đã tiến hành trích chọn thơng tin đặc trưng tín hiệu thu (từ mô ANSYS), huấn luyện mạng MLP với 15 đầu vào, nơron ẩn đầu để nhận dạng trạng thái làm việc MBA Mạng huấn luyện với 180 mẫu thử nghiệm với 54 mẫu tổng số 234 mẫu thu thập Kết học kết kiểm tra đạt độ xác 100% - Đã phát triển thiết bị đo độ rung sử dụng cảm biến gia tốc áp dụng đo thử nghiệm thực tế với MBA phân phối Trạm ĐH Công nghiệp Kết đo bước đầu cho thấy độ rung đo phù hợp với biến thiên công suất truyền tải MBA phổ biên độ tín hiệu rung động có đỉnh phổ ổn định trình hoạt động chế độ bình thường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Khi chẩn đốn cố máy biến áp nói chung máy biến áp phân phối nói riêng việc có đầy đủ thông tin máy biến áp quan trọng giúp nhận dạng chẩn đốn xác cố máy biến áp, luận án đã nghiên cứu xây dựng thành công mô hình máy biến áp phân phối phần mềm Ansys sử dụng thuật toán Levenberg – Marquardt kết hợp mạng nơron MLP để nhận dạng chẩn đoán cố máy biến áp Những đóng góp luận án: - Luận án xây dựng mơ hình MBA 22/0.4kV Y-Y 0, phần mềm ANSYS để phục vụ mơ lấy kết tín hiệu điện tín hiệu (rung khí) Tiến hành mơ 234 kịch làm việc MBA gồm trường hợp làm việc bình thường 05 trường hợp cố Với trường hợp, MBA mô với tải tương ứng 50%, 80%, 100% so với tải định mức - Đề xuất trích chọn 15 thơng tin đặc trưng tín hiệu thu từ mô ANSYS để làm sở xây dựng mô hình nhận dạng - Xây dựng mơ hình nhận dạng sử dụng mạng nơron MLP với 15 đầu vào, nơ rôn ẩn đầu để nhận dạng trạng thái làm việc MBA Mạng huấn luyện với 180 mẫu thử nghiệm với 54 mẫu tổng số 234 mẫu thu thập Kết học kết kiểm tra đạt độ xác cao Để kiểm chứng mơ hình MBA xây dựng phần mềm ANSYS, luận án tiến hành thực nghiệm đo rung động MBA thiết bị đo độ rung sử dụng cảm biến gia tốc cho MBA phân phối Trạm ĐH Công nghiệp Kết cho thấy mơ hình MBA xây dựng với thực tế Ngoài luận án nghiên cứu sở lý thuyết tượng rung MBA đưa hệ phương trình Maxwell với điều kiện biên cho toán trường điện từ Lý thuyết phần tử hữu hạn dùng để giải cho hệ phương trình Maxwell từ kết tính tốn từ trường (lực điện từ, biến dạng, chuyển vị) luận án xây dựng mơ hình tính tốn dao động phương pháp phần tử hữu hạn KIẾN NGHỊ Tuy đạt số kết trình bày ý tưởng giải pháp đề xuất số vấn đề cần tiếp tục bổ sung nghiên cứu chưa xét tới ảnh hưởng trình làm việc MBA chế độ tải hay chưa xét tới yếu tố điều kiện khí hậu tự nhiên ảnh hưởng đến chế độ làm việc MBA Do hướng phát triển luận án tiếp tục nghiên cứu thêm dạng MBA trường hợp cố MBA mở rộng chẩn đoán cố tiềm ẩn cho thiết bị điện khác 26 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH Đà CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Đào Duy n, Trần Xuân Minh, Trương Tuấn Anh (2020), “Chẩn Đoán Sự Cố Trong Máy Biến Áp Pha Sử Dụng Các Tín Hiệu Dịng, Áp Và Rung Động Cơ Khí”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái ngun, 225(09), trang 96 – 102 Truong Tuan Anh, Dao Duy Yen (2020), “Some solutions for online monitoring the vibration of transformers and the application to identify the state of the transformers”, IJRDO - Journal of Electrical and Electronics Engineering, Volume Issue Dao Duy Yen, Tran Xuan Minh, Tran Hoai Linh (2018), “A Solution for Fault Detection in Power Transformer using Vibration Signals and Mechanical Forces”, SSRG International Journal of Electrical and Electronics Engineering (SSRG - IJEEE) – Volume Issue 10 – Oct 2018 Đào Duy Yên (2017), “Ứng dụng phần mềm ANSYS xây dựng mơ hình MBA ba pha phân tích chế độ làm việc MBA điều kiện làm việc bình thường cố”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái Nguyên, Tập 176 - số 16, trang 185-189 Linh Tran Hoai, Yen Dao Duy (2017), “Transformer faults detection using electrical and mechanical vibration signals”, The 11th SEATUC Symposium, Vietnam ... vấn đề chẩn đoán cố MBA CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ TRONG MÁY BIẾN ÁP 1.1 Ý NGHĨA CỦA BÀI TOÁN CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP 1.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ MBA... tích tín hiệu rung học MBA 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.2 .3 Những tồn phương pháp chẩn đoán cố nước 1.2 .3. 1 Những tồn phương pháp phân tích tín hiệu dịng áp 1.2 .3. 2 Những tồn phương pháp. .. MBA 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 1.2.1.1 Các phương pháp chẩn đoán cố MBA dựa tín hiệu dịng, áp 1.2.1.2 Phương pháp phân tích nồng độ khí 1.2.1 .3 Phương pháp chẩn đốn cố MBA dựa