جريانهاي اتصال كوتاه بويژه درنزديكي ترانسفورماتور و همچنين ولتاژ هاي ضربه باعث جابجاي محوري وشعاعي در سيم پيچ ترانسفورماتور مي گردند . دراين تحقيق ابتدا توزيع ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي قبل و بعد از جابجايي محوري مورد بررسي و اندازگيري قرار گرفت و به اين پرسش كه \\"آيا مي توان با اندازه گيري تغييرات ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي قبل و بعد از جابجايي سيم پيچ به جابجايي محوري وحتي ميزان آن پي برد ؟\\" كه پاسخ اين پرسش مثبت بود و مي توان پي برد . در ادامه روشي نوين براي تشخيص جابجايي محوري با بررسي ميدانهاي الكتريكي ومغناطيسي ناشي از سيم پيچ هاي ترانسفورماتور در داخل و نزديك بدنه ترانسفورماتورارائه شد .

در اين اختراع ساختاري نو از اينورترهاي چند سطحي منبع ولتاژي پيشنهاد شده است. در اينورترهاي چند سطحي منبع ولتاژي، هزينه تمام شده، اندازه مدار، قابليت اطمينان و پيچدگي كنترل مستقيمأ تحت تاثير تعداد ادوات مورد نياز براي ساخت مدار هستند. بنابراين تعداد منابع ولتاژ DC، سوييچ هاي نيمه هادي و مدارهاي راه انداز مربوطه، بر حسب تعداد سطوح خروجي از اهميت به سزايي برخوردار هستد. اينورتر پيشنهادي مي تواند تمام سطوح دلخواه ممكن را با كمترين نيازمندي به ادوات مدار ايجاد كند. با كاهش اين نيازمندي ها، هزينه تمام شده و اندازه مدار كاهش چشمگيري داشته و كنترل مدار نيز به مراتب آسانتر مي گردد. علاوه بر اين قابليت اطمينان سيستم بهتر خواهد شد. كاملا روشن است كه كاستن از تعداد سوييچ ها، افزايشي نامطلوب را بر ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها تحميل مي كند. مقايسه نشان مي دهد كه ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها در اينورتر پيشنهادي كمي افزايش يافته در حاليكه كاهش چشمگيري در تعداد سوييچ ها، مدارهاي راه انداز و منابع ولتاژ DC بوجود آمده است. بنابراين، با توجه به مزيت هايي كه براي ساختار پيشنهادي برشمرده شد، افزايش ايجاد شده در ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها، قابل صرف نظر كردن مي باشد و اين افزايش ناچيز نمي تواند از ارزشهاي ساختار پيشنهادي بكاهد. اشاره به اين نكته خالي از لطف نيست كه وجود دارند اينورترهايي كه تعداد سوييچ به كار رفته در آنها برابر است اما ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ هاي آنها تفاوت فاحشي با هم دارند. با اين حال مي توان چنين گفت كه پيكربندي درست چطور مي تواند از افزايش بي رويه قدرت تحمل كل جلوگيري كند. علاوه بر مزاياي شمرده شده، اينورتر چند سطحي پيشنهادي قابليت بهره گيري از منابع ولتاژ DC نامتقارن را نيز دارا مي باشد. در اين راستا، به منظور تعيين دامنه منابع ولتاژ DC لازم، چندين الگوريتم پيشنهاد شده است. با انتخاب درست مقادير دامنه منابع ولتاژ DC، بدون دستكاري روي سخت افزار موجود، تعداد سطوح ولتاژ خروجي به شكل چشمگيري افزايش مي يابد. كاملا مشهود است كه به منظور افزايش تعداد سطوح خروجي، بهره گيري از منابع نامتقارن به جاي افزايش تعداد ادوات مدار از منظر اقتصادي امري كاملا با صرفه مي باشد. در اين حالت، دامنه منابع ولتاژ DC بر مبناي تصاعد هندسي انتخاب مي شود. براي تصديق مزاياي اينورتر پيشنهادي نسبت به ساير اينورترها، در دو حالت منابع ولتاژ DC متقارن و نامتقارن، مقايسه اي كامل تهيه شده است. علاوه بر اين، به منظور نمايش كارايي و تاييد عملي بودن اينورتر چند سطحي منبع ولتاژي پيشنهادي، نتايج حاصل از شبيه سازي كامپيوتري و همينطور ساخت عملي ارائه و با هم مقايسه شده اند.

در اين اختراع ساختاري جديد از اينورتر¬هاي چند سطحي منبع ولتاژي پيشنهاد گرديده است. عواملي نظير هزينه تمام شده، اندازه مدار، قابليت اطمينان و پيچدگي روش كنترلي بستگي مستقيمي به تعداد ادوات مورد نياز براي ساخت اين اينورتر¬ها دارند. از اينروي تعداد منابع ولتاژ DC، سوييچ¬هاي نيمه¬هادي و مدار¬هاي راه انداز مربوطه، برحسب تعداد سطوح خروجي از اهميت به سزايي برخوردار هستد. توليد تمامي سطوح دلخواه ممكن با كمترين نياز به ادوات مدار مزيت اصلي ساختار چندسطحي پيشنهادي مي باشد. كاهش هزينه تمام شده اينورتر، كوچك شدن اندازه مدار، بهبود قابليت اطمينان و كنترل آسان مدار از جمله نتايج قابل توجه كاهش تعداد ادوات مدار مي باشد. كاملا روشن است كه كاستن از تعداد سوييچ ها، افزايشي نامطلوب را بر ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها تحميل مي كند. مقايسه نشان مي دهد كه ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ هاي اينورتر پيشنهادي كمي افزايش يافته در حاليكه كاهش چشمگيري در تعداد سوييچ ها، مدارهاي راه انداز و منابع ولتاژ DC بوجود آمده است. بنابراين، با توجه به مزيت هايي كه براي ساختار پيشنهادي برشمرده شد، افزايش ايجاد شده در ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها، قابل صرف نظر كردن مي باشد و اين افزايش ناچيز نمي تواند از ارزشهاي ساختار پيشنهادي بكاهد. اشاره به اين نكته خالي از لطف نيست كه وجود دارند اينورترهايي كه تعداد سوييچ به كار رفته در آنها برابر است اما ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها آنها تفاوت فاحشي با هم دارند. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه چگونه با پيكربندي درست مي توان از افزايش بي رويه ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها جلوگيري كرد. هم چنين مي توان اينورتر پيشنهادي را به صورت ساختاري نامتقارن بهره برداري كرد. بدين منظور الگوريتم هاي مختلفي جهت تعيين دامنه منابع ولتاژ DC ارائه شده است. انتخاب درست مقادير دامنه منابع ولتاژ DC، باعث افزايش تعداد سطوح خروجي بدون دستكاري روي سخت افزار موجود مي گردد. هم چنين از لحاظ اقتصادي نيز بهره گيري از منابع نامتقارن به جاي افزايش تعداد ادوات مدار به منظور افزايش تعداد سطوح خروجي امري كاملا با صرفه مي باشد. در اين صورت، دامنه منابع ولتاژ DC بر مبناي تصاعد هندسي محاسبه مي شوند. اينورتر پيشنهادي در دو حالت متقارن و نامتقارن، به تفصيل شرح داده شده و براي تصديق مزاياي اينورتر پيشنهادي نسبت به ساير اينورترها، مقايسه اي كامل تهيه شده است. علاوه بر اين، به منظور نمايش كارايي و تاييد عملي بودن اينورتر چند سطحي منبع ولتاژي پيشنهادي، نتايج حاصل از شبيه سازي كامپيوتري و همينطور ساخت عملي ارائه و با هم مقايسه شده اند.

در اين اختراع ساختاري نو از اينورترهاي چند سطحي منبع ولتاژي پيشنهاد شده است. اينورتر دستگاهي است كه به منظور تبديل ولتاژ DC به ولتاژ متناوب سينوسي استفاده مي گردد. اين اينوترها با توجه به تعداد سطوح ولتاژ خروجيي بر دو نوع مي¬باشند: اينورترهاي سه سطحي متداول و اينورترهاي چند سطحي. آنچه كه مسلم است، در اينورترهاي چند سطحي براي افزايش تعداد سطوح ولتاژ خروجي مي¬بايست تعداد ادوات مدار افزايش يابد. با اين توضيح كه در اينورترهاي چند سطحي منبع ولتاژي، هزينه تمام شده، اندازه مدار، قابليت اطمينان و پيچدگي كنترل مستقيمأ تحت تاثير تعداد ادوات مورد نياز براي ساخت مدار مي¬باشد. بنابرين تعداد منابع ولتاژ DC، سوييچ هاي نيمه هادي و مدارهاي راه انداز مربوطه، بر حسب تعداد سطوح خروجي از اهميت به سزايي برخوردار هستند. اينورتر پيشنهادي مي تواند تمام سطوح دلخواه ممكن را با كمترين نيازمندي به ادوات مدار ايجاد كند. با كاهش اين نيازمندي ها، هزينه تمام شده و اندازه مدار كاهش چشمگيري داشته و كنترل مدار نيز به مراتب آسانتر مي گردد. علاوه بر اين قابليت اطمينان سيستم بهتر خواهد شد. كاملا روشن است كه كاستن از تعداد سوييچ ها، افزايشي نامطلوب را بر ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها تحميل مي كند. مقايسه نشان مي دهد كه ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ هاي اينورتر پيشنهادي كمي افزايش يافته در حاليكه كاهش چشمگيري در تعداد سوييچ ها، مدارهاي راه انداز و منابع ولتاژ DC بوجود آمده است. بنابراين، با توجه به مزيت هايي كه براي ساختار پيشنهادي برشمرده شد، افزايش ايجاد شده در ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها، قابل صرف نظر كردن مي باشد و اين افزايش ناچيز نمي تواند از ارزشهاي ساختار پيشنهادي بكاهد. اشاره به اين نكته خالي از لطف نيست كه وجود دارند اينورترهايي كه تعداد سوييچ به كار رفته در آنها برابر است اما ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ هاي آنها تفاوت فاحشي با هم دارند. با اين حال مي توان چنين گفت كه پيكربندي درست چطور مي تواند از افزايش بي رويه ولتاژ معكوس اعمالي روي سوييچ ها جلوگيري كند. علاوه بر مزاياي شمرده شده، اينورتر چند سطحي پيشنهادي قابليت بهره گيري از منابع ولتاژ DC نامتقارن را نيز دارا مي باشد. در اين راستا، به منظور تعيين دامنه منابع ولتاژ DC لازم، چندين الگوريتم پيشنهاد شده است. با انتخاب درست مقادير دامنه منابع ولتاژ DC، بدون دستكاري روي سخت افزار موجود، تعداد سطوح ولتاژ خروجي به شكل چشمگيري افزايش مي يابد. كاملا مشهود است كه به منظور افزايش تعداد سطوح خروجي، بهره گيري از منابع نامتقارن به جاي افزايش تعداد ادوات مدار از منظر اقتصادي امري كاملا با صرفه مي باشد. در اين حالت، دامنه منابع ولتاژ DC بر مبناي تصاعد هندسي انتخاب مي شود. براي تصديق مزاياي اينورتر پيشنهادي نسبت به ساير اينورترها، در دو حالت منابع ولتاژ DC متقارن و نامتقارن، مقايسه اي كامل تهيه شده است. علاوه بر اين، به منظور نمايش كارايي و تاييد عملي بودن اينورتر چند سطحي منبع ولتاژي پيشنهادي، نتايج حاصل از شبيه سازي كامپيوتري و همينطور ساخت عملي ارائه و با هم مقايسه شده اند.

بهبود كيفيت توان در شبكه‌هاي توزيع برق كه موجب عملكرد صحيح بارهاي حساس و تجهيزات خطوط برق مثل ترانسفورماتورهاي توزيع، بانكهاي خازني و رله‌ها مي‌شود، افزايش بازده خطوط انتقال توان شبكه هاي توزيع در شرايط مختلف شبكه برق از جمله اهداف اختراع مي‌باشد. در اين اختراع يك فيلتر اكتيو موازي تكفاز با الگوريتم كنترلي كاملا جديد پيشنهاد شده است كه توانايي جبرانسازي توان راكتيو و هارمونيكهاي بار را در شرايط مختلف دارد. اساس روش كنترلي پيشنهادي مبتني بر محاسبات در حوزه زمان با استفاده از تخمينگر VFF-RLS مي‌باشد. بطوريكه با تخمين مولفه اصلي جريان بار، جريان جبرانسازي بدست مي‌آيد. همچنين براي رديابي دقيق و سريع فاز مرجع شبكه قدرت در شرايط مختلف، يك ردياب جديد SOGI-FLL مبتني بر فيلتر FIR و IDWT پيشنهاد شده است. با در نظر گرفتن گسترش بارهاي غيرخطي و آلودگيهاي شبكه برق، براي جلوگيري از اثرات سوء اين آلودگيها بهترين راهكار استفاده از فيلتر اكتيو موازي با قابليت و توانايي زياد در شرايط مختلف مي‌باشد. بنابراين فيلتر اكتيو موازي پيشنهادي با توجه به قابليت‌هايي كه دارد مي‌تواند بهترين گزينه در اين مورد باشد. بطوريكه با توجه به ويژگي‌هاي فني كه دارد و همچنين جديد بودن آن در سطح دنيا، در صورت حمايت‌هاي مالي مي‌توان آن را به عنوان يك محصول در سطح تجاري وسيع توليد و عرضه نمود.

سامانه سخت افزاري ارايه شده در اين اظهارنامه براساس روش‌هاي تصويربرداري راداري به روش تغييرات گام به گام سينوسي، جهت كاهش احتمال تشخيص اشتباه در وجود يا عدم وجود عيب جابجايي محوري كاربرد دارد. در روش‌ تصويربرداري راداري سيگنالهاي سينوسي با فاصله زماني مشخص به سمت هدف ارسال نموده و بازتاب آن را، كه داراي اختلاف در اندازه و فاز است، اندازه‌گيري مي‌گردد. آنتن‌هاي فرستنده و گيرنده در طول يك خط راست جابجا شده و سيگنال بازتاب شده از آن در نقاط مختلف اين خط اندازه‌گيري مي‌گردند. مجموعه اين سيگنال‌ها يك داده‌ي دوبعدي را در حوزه زمان-فضا تشكيل مي‌دهند. اين داده دوبعدي، پس از حذف نويز و بخش‌هاي ناخواسته، با استفاده از الگوريتم‌ مهاجرت كيرشهف يك تصوير دوبعدي تبديل مي‌گردد. استفاده از روش SF اين امكان را ايجاد مي كند كه با وقوع يك تخليه جزيي در حين ارسال يا دريافت يكي از سيگنالها، بتوان سيگنال دريافتي را پالايش نموده و در صورتي كه محدوده فركانس سيگنال دريافتي بسيار بيشتر از سيگنال ارسالي باشد، وجود سيگنال اضافي تخليه جزيي را در حين تصويربرداري تشخيص داد. در اين صورت بايد در اين فركانس دوباره فرآيند ارسال و دريافت صورت مي گيرد. زيرا وقوع تخليه جزيي در حين تصويربرداري ممكن است باعث تشخيص اشتباه شود. روش قبلي كه بر پايه ارسال يك پالس گوسي بود نسبت به روش پيشنهادي، كه به صورت ارسال سيگنالهاي سينوسي مجزا است، امكان تشخيص وقوع تخليه جزيي حين تصويربرداري راداري را نداشت. در نتيجه در روش پيشنهادي احتمال تشخيص خطا كاهش پيدا كرده است.

در اين طرح يك روش جديد براي تشخيص عيب بيرون زدگي و فرورفتگي سيم‌پيچ ارائه شده‌است. اين روش براساس روش‌هاي تصويربرداري راداري در فركانس UHF و به روش stepped-frequency، عمل مي‌كند. در اين روش‌ تصويربرداري راداري سيگنال هاي سينوسي به سمت هدف ارسال نموده و بازتاب آن را، كه داراي اختلاف در اندازه و فاز است، اندازه‌گيري مي‌گردد. سيگنال بازگشتي از سيم‌پيچ كه يك سيگنال يك بعدي مي‌باشد، دربرگيرنده بخش از اطلاعات فيزيكي آن مي‌باشد. براي به‌دست آوردن اطلاعات بيشتر از سيم‌پيچ، آنتن‌هاي فرستنده و گيرنده در طول يك خط راست جابجا شده و سيگنال بازتاب شده از آن در نقاط مختلف اين خط اندازه‌گيري مي‌گردند. مجموعه اين سيگنال‌ها يك داده‌ي دوبعدي را در حوزه زمان-فضا تشكيل مي‌دهند. اين داده دوبعدي، پس از حذف نويز و بخش‌هاي ناخواسته، با استفاده از الگوريتم‌ مهاجرت كرشهف يك تصوير دوبعدي تبديل مي‌گردد. استفاده از روش stepped-frequency بدليل امكان تشخيص وقوع تخليه جزيي در حين تصويربرداري راداري، باعث كاهش تشخيص اشتباه در روش تصويربرداري راداري مي گردد. با تجزيه و تحليل تصاوير، علاوه بر تشخيص عيب تغيير شكل سيم‌پيچ، در تعداد آنتن¬هاي نصب شده در بدنه ترانسفورماتور صرفه جويي مي گردد.

در اين طرح يك روش براي انتقال امواج الكترومغناطيسي به داخل ترانسفورماتور جهت تشخيص عيوب شعاعي سيم¬پيچ با استفاده از روش تصويربرداري راداري ارائه شده است. با توجه به اينكه تانك فلزي جزء لاينفك ترانسفورماتور مي¬باشد و امواج الكترومغناطيسي نمي¬توانند از فلز عبور كنند، در اين روش دريچه يا پنجره¬اي بر روي بدنه ترانسفورماتور به منظور انتقال امواج به داخل ترانس طراحي شده است. در اين طرح، از اپوكسي¬گلاس به عنوان يك عايق مناسب با قابليت عبور امواج با حداقل تلفات و انعكاس و داراي استقامت مكانيكي و حرارتي بالا در ساخت پنجره دي¬الكتريك استفاده گرديده است. مكان مناسب براي پنجره دي-الكتريك و ابعاد آن جهت نصب بر روي تانك ترانسفورماتور قدرت با توجه به قيود ميدان¬دور آنتن¬هاي ويوالدي و ورقه¬هاي مغناطيسي واقع در روبروي هر سيم¬پيچ بدست آمده است. امكان¬سنجي مكانيكي طرح ارائه شده با استفاده از نرم¬افزار ABAQUS مورد بررسي قرار گرفته و از جابجايي و تنش بسيار كوچك و استحكام بالاي آن اطمينان حاصل گرديده است. پس از ساخت تانك پيشنهادي براي ترانسفورماتور تك¬فاز، به تشخيص عيب شعاعي سيم¬پيچ در حضور تانك ترانسفورماتور با استفاده از روش تصويربرداري راداري پرداخته شده است. در اين روش‌ تصويربرداري راداري، يك پالس باريك به سمت سيم‌پيچ ارسال شده و سيگنال‌هاي بازتاب شده از آن اندازه‌گيري مي‌گردد. سيگنال بازگشتي از سيم‌پيچ كه يك سيگنال يك¬بعدي مي‌باشد، دربرگيرنده بخشي از اطلاعات فيزيكي آن مي‌باشد. براي به‌دست آوردن اطلاعات بيشتر از سيم‌پيچ، آنتن‌هاي فرستنده و گيرنده در طول محور سيم¬پيچ جابجا شده و سيگنال بازتاب شده از آن در نقاط مختلف اين محور اندازه‌گيري مي‌گردند. مجموعه اين سيگنال‌ها يك داده‌ي دوبعدي را در حوزه زمان-فضا تشكيل مي‌دهند. اين داده دوبعدي، پس از حذف نويز و بخش‌هاي ناخواسته، با استفاده از الگوريتم‌ مهاجرت كيرشهف به يك تصوير دوبعدي تبديل مي‌گردد. با تجزيه و تحليل تصوير بدست آمده، وجود تغيير شكل شعاعي سيم‌پيچ، محل و ميزان تقريبي آن تشخيص داده مي‌شود.

در اين طرح يك فرآيند جديد براي تشخيص عيب بيرون¬زدگي و فرورفتگي سيم‌پيچ ارائه شده‌است. اين فرآيند براساس فرآيند‌هاي تصويربرداري راداري در فركانس UHF و به فرآيند stepped-frequency، عمل مي‌كند. در اين فرآيند‌ تصويربرداري راداري سيگنال¬هاي سينوسي به سمت هدف ارسال نموده و بازتاب آن را، كه داراي اختلاف در اندازه و فاز است، اندازه‌گيري مي‌گردد. سيگنال بازگشتي از سيم‌پيچ كه يك سيگنال يك بعدي مي‌باشد، دربرگيرنده بخش از اطلاعات فيزيكي آن مي‌باشد. براي به‌دست آوردن اطلاعات بيشتر از سيم‌پيچ، آنتن‌هاي فرستنده و گيرنده در طول يك خط راست جابجا شده و سيگنال بازتاب شده از آن در نقاط مختلف اين خط اندازه‌گيري مي‌گردند. مجموعه اين سيگنال‌ها يك داده‌ي دوبعدي را در حوزه زمان-فضا تشكيل مي‌دهند. اين داده دوبعدي، پس از حذف نويز و بخش‌هاي ناخواسته، با استفاده از الگوريتم‌ مهاجرت كرشهف يك تصوير دوبعدي تبديل مي‌گردد. استفاده از فرآيند stepped-frequency بدليل امكان تشخيص وقوع تخليه جزيي در حين تصويربرداري راداري، باعث كاهش تشخيص اشتباه در فرآيند تصويربرداري راداري مي¬گردد. با تجزيه و تحليل تصاوير، علاوه بر تشخيص عيب تغيير شكل سيم‌پيچ، در تعداد آنتن¬هاي نصب شده در بدنه ترانسفورماتور صرفه جويي مي¬گردد.

در اين طرح يك روش جديد براي تشخيص عيب بيرون¬زدگي و فرورفتگي سيم‌پيچ ارائه شده‌است. اين روش براساس فرآيند پردازش تصوير، عمل مي‌كند. در اين روش‌ تصويرسالم از سيم پيچ ترانس به عنوان تصوير مرجع در نظر گرفته شده و با تصاوير ضبط شده در زمان¬ها بهره¬برداري ترانس مقايسه مي¬شود. اين تصاوير يك ماتريس دوبعدي را تشكيل مي‌دهند. اين ماتريس هاي دوبعدي، در هر سطر به صورت درايه به درايه با ماتريس تصوير مرجع مقايسه مي¬شود. با توجه به تفاوت درايه هاي ماتريس مرجع و ماتريس تصوير ضبط شده، عيب تغييرشكل شعاعي سيم¬پيچ تشخيص داده مي¬شود. استفاده از فرآيند پردازش تصوير قابليت تشخيص چند عيب شعاعي به صورت همزمان را دارا مي¬باشد و نويز و عيوب تخليه جزئي، بر آن تاثيرگذار نخواهد بود.