In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  V o l.  11, N o.  1, Mar ch 20 20,  p p.  309~ 3 1 6   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v11 . i 1.pp 3 09- 31 6           309     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i j p eds.i a esco re .com  In terp retation of sweep frequenc y resp onse analysis traces on  inter-tur n  short circuit fault       N.   F .   M . Yasid 1 ,   A. A . Alawady 2 ,  M .   F .   M . Yousof 3 , S .   Al-Ameri 4 ,  M.   S .   K a m a r u d i n 5   1 , 2, 3, 4, 5  Facu lt y o f  El ectrical and  Electro ni c En gin e erin g,   U ni versiti T u n Hu sse i n   On n   Ma la ys ia ,  Ma l a ysia   2  D e p a rtm e n t  o f Com p uter Techn i cal  En g i n eerin g ,   I s l a m i c  Univ e rsit y, Iraq      Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e ce i v e d  Jun 27,  2019  Re vise d N ov  1 2 ,   201 9   A c c e pte d   D ec 3,  201 9      S w eep   f requ enc y  respo ns e  anal ys is   ( S F RA)  i s   a  reli a ble m e tho d   f or  d etecti o n   and   d i ag no sis  o f   f aults  in  t he  active  part   o f   transform e rs.   H o w ever,  alt hou gh   S F R A  is   w i d ely  em plo y ed ,  th e  int e rpret a tio n   o f  S F R A  sig n at ure  i s  s t i l l  a   chal len g e  and   requ ire  ex perts   to   a nal y s e   t hem.   T his  is  due  t o  l ack  o f  gu id eli n e  and  s t and a rd  f or  S F R A  sig n at ure  interpret a ti on  an d  cl arif i cati on.  Th is   p aper  p resent s  t h e  in terpret a ti on   o f  S F R A   si gn ature  b y   c la ssificati o n  and   qu ant i fi c a t i on o n   i nt er-tu r n sho r t ci rcuit   f a ult on  th e  tra n s f o rmer  w in di ng .  Th e  sh ort-c i rcuited  t u rns  f a u l t  o n   H V  wi ndin g   p hase  “ A ”   w as  p ra cti c a l ly  sim u l a ted  o n   t h r ee  d i ff erent   u n its   o f   t hree-p h as e  t r ansfo r m e rs .  T h e  r e s u l t s   o f   sim u l a ted  f a u l t   are  p r esent e d   and   di scus sed .   A   c on clu s i on  w a s  d ra w n   w hich   pro v i d es  t h e   i n t erp r etat io n  o f   t he  S F R A   resp on se  due  t o   i n ter-t urn   sh ort  circu it f a ul t cas e by  usin g  a s tatisti ca l i ndicator  w hich i s  NC EPRI  a lgorithm.   K eyw ord s :   F r equenc y   re spons e   S hort  circu i t faul t   Tran sf ormer  Wi n d i n g   Th is  is a n  o p en acces s a r ti cle u n d e r t h e  CC  B Y -S A  li cens e .    Corres pon d i n g  Au th or:   Nurul F a ra hwahi d a  Md  Y asid ,  D e pa rtme nt   o f  El e c t rica l   and  Ele c t ron i c E n g i nee r in g,  U n i v ersi ti   T un  H u ssei n  O nn  Ma lays ia ( U T H M ),  86 4 00, P ar i t  Raja ,   B a t u  P a ha t , Johor,   Mala ysia .  Em ail:  far a hw ahi d a. yas i d@ g m a i l. com       1.   I N TR OD U C TI O N    S F RA   i s  a  no n-i n t r u s i v e  ele c trica l   t es t  w h ich  a v oi d  o p e n in g  a  t rans fo rm er  t a nk  to  a sse ss  t h ei r   elec tr ical   a n d   m echa n ic al  c o n d iti o n .  Open i ng  t h e  ta nk  w i l l   caus e  oi l   d e g a si fi c a t i on   a nd   d e hyd rat i o n ,   w h i ch  ca n  m i nim i z e   t he   i mpa c t   o n   s ys tem   op er ati on  a n d   l o ss  o f   s up p l y   t o   c usto m e rs.   Ther efor e,  u sing   SFRA  ca n   save  m ill i ons  o f  ri n g g its  i n  tim ely   ma i n te n a nce.   B es i d es,   it   c a n  de live r   v a l ua b l e  in for m a t io n  rega r d i ng  t h e  me cha n ic al  a s  w e ll  as  t he   e le c t rica l  co n d it i o ns  o f  t h e   tra n s f or mer  [1 ].  S FR A  t e st   c an   b e  t h e  k e y   i n   m ak ing   dec i si o n   t o  scr a p  or  r ee nerg iz e   a  trans f or me r.  T o  o b ta i n   i nfor m a t i on  from   S F R A   test,   it  is  n ec essar y   t o  ma ke  sure  t he  m ea sur e m e nts ar e  co rre ct a nd a ccur a te in t er pre t at i on i s gi ve n.  Co mp re h e nsive   stu d y   of   p re vi ou s  li t e ra t u re   a l o ng   w ith   ex pe ri en c e  p e rfo rmi n g  nu mero us  S F R A  t e st  ca n  pro v i de  a n  u nder s ta nd i ng  t o   i nt e r pre t   t he  S F R A   re su l t s.  S i n c e   S F R A   int e rpr e t a t i on  is  b as e d   o n  expe r i ence ,  su ch  r ec ords  o f  pr evi ous  m ea sur e m e nts  are   gr eat  i mp orta n c e  w h en  i n t erpre t ing  S F RA   r espons es.   Th is  p a p e r   i s  p r e s e n t i n g   t he  f r e que nc y  re spo n se  i n t erpre t a tion  of  f a u l t y  tra n sform e r   w i nd in g  due   t o  i n t e r-turn  shor t  c i rcu i t  ( S C)  f aul t .  Th e  m e a s u r em ents  i n  t h i s   s tu dy  we re  c ond u c t e d  o n   t hree   u n its  o f  thr ee- pha se  trans f or me rs  a t  a  loca l   r e sea r ch  u t ili ty  c om p a ny.   T he  e n d -t o-e n d  o p e n   c ir c u it  tes t   i s  pe rform ed  i n  t h is  s tu d y .   Three   arti ficia l   i n t er -tur n  S C   f a u lts  w er e  created  b y  s hort i n g   t h e  w i n d in gs .  The   fin d i n gs  i n  thi s   s t u dy  ar e  the n   com p are d  w it h   fin d i n g s fr om  o the r  pr e vi o u s  liter a t u res.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    309  –  31 6  31 0 2.   BIBLIOGRAPHY  S URVEY  The  oc c u rre nc e  of  S C   fa u l t   is  q u ite  r a r e.   H ow ever ,  the  proba b i l it y  is  i ncr ease d   d ur ing  th e   tr a n sf or m e r   li f e time ,   t y p i c a l l y   w he n  r e a c h i ng  5 0   y ea r s   [ 2] .   I n   sp it e   of   t hi s,   a c c or di n g   t o   [ 3 ]   a b ou t   4 0 %   o f   t he   tr a n sf or m e r   f a ul ts  i n i t i a t e d   b y  hu ge  i mpa c t   o f   sh or t   cir c u i t  a n nua l l y.   R e f er ence   [ 4]   a l s o   m e nt io ne d  t h a t   f a u lt   a t   w in d i n g   u s u a l ly  i ni t i at ed   b y  sh or t  c i r c ui t e d.   O ne  o f   the  s o u rc es   w h i ch   c ont r i b u te s  t o   S C   fa ult   i s   t he  br eak dow n  of   i n s u l a t i o n  be t w ee n  tur n s  in  t he   w in d i n g .   I n su lat i o n  br ea kdow n   usua ll y  oc c u r s   due   t o  hig h   vo l t age   w h ich   is  a bo v e   t h e   r ated  v a l ue.   Th e   hu ge   c ur r e nt  e xc i t e s  a n   e x t e n sive   l ea kage   m agne tic  f iel d   a n d   g e n e ra t e   a   huge   d yn a m i c a l   e l e c t ro ma gn e t i c   f o r c e   o n   th e   wi nd ing s .  At   c ert a in   p o i nt ,  th e   phy si c a l   st re n g th   r eac hes  the  po int  of  b r e a k i n g  t h e   w i ndi n g   i n s u l at i on  a nd  u n ab le   t o  t o le r a t e   t he  f or ce s.   T he  b r e ak d o w n   o f  t h e   in su la tio ns  c ou ld  c ause  f lash over  a nd  e v e n t u al l y   c a u ses  t h e   in t er- w ind i n g   s hor t  circ u it  fau l ts.  B e si des   tha t ,   a ccor d i n g  to  [ 5] ,   since   the  w i n d in gs  a r e   m ade   of   c o ppe r ,   t her m a l  l o ss es  o cc u r .  These  therm a l  l o ss es  m a k e   h o t s po t s   i n   t h e  wi ndi ng .  Thi s   o ve r  ti me  r ed u c e s   t h e   phy sic a l   s t r e ngt h  a nd  e v en t u al l y   i n i t i a t e  the   br eak in g   o f   in su la tio n  i n   t he   w in d i n g .  Ultim ate l y  thi s   c a u se s  sh ort   circ uit   f a u lt  on  the  w i n d i n g .   A nothe r   fa c t or s  t o   co ns id e r   w hi ch   c au se  t hi s  fa u lt  are   i r re gul a r   r ep ai r,  i mpro p e r  o r   l a c k   o f   m ai nt e n an ce,  d et e r io rat i on ,  a n d   m a nufac t u ri ng   d efe c t   w i t h i n   the   tr ans f orm e r s .   An  ear ly  d et ec tio n  of   l ow   l e v el   S C  fa ul ts   i s  cr u c ia l,   b ec a u se  i f   no t   q u i ck l y   d e t ecte d ,   the y   u s u a l ly  d e v el o p   i n t o  m o re   s er ious   d a ma ge  t o   the   tr a n sf or mer s .   S h or t  c i r c uit   i s   a   se r i ous  f au l t   w hic h   h a v e   in it i a te  v ar i ous  t r a nsf o r m er   b r e a kdow n s esp ecially  to   th ree-p h a se tran s f o rmers   [6 ].   Ther e  are   thre e  basic  ca te g o r i e s   o f  S C   f a u lts   on  tra n sf orm e r  wi nd i n g  as  m ent i one d  i n   [ 7] .   The s e  ar e ,   wi nd ing - to -g rou n d ,   w i n di ng -to - wi ndi ng ,  an d  t u rn - t o - tu rn   f a u lt s.   T u r n - t o -tu r n   o r   i nt er-t u r n   S C   f au lt   i s  fo und  to  b e   m o s t l y   o c c ur r i ng.   F ig ur e  1  show s  the  in te r - t ur n  S C   f a u l t   in  a   t r a nsf o r m er   w ind i ng.         (a )   (b )     F i gur e  1.   I nte r -tur n  shor t   cir c u i t  fa u lt  f o r   ( a )  I n sula tio n  br e ak dow n  ( b )   A n   actua l  c a se  [ 8]       B a si ca lly ,  S C   i n   w i ndi ng   c a u s e s  th e   el e c t r i c a l   l e ngt h   o f   t he   w i n d i n g  to  b e   r e duce d .   The r ef o r e,   t he   w i n d i n g  nat u r a l  f r e que nc ies  s h al l  e i t h e r   c ha nge d  or   r em ain  a l m o st   u nc h a nge d  if   t he  S C   f a u l t  occ u r s .   Th is  i s   a n   i mpor t a n t   p r oper t y  t h a t   c a n   b e  u s e d   a s  t h e   m a i n   s ig n   o f   t he   w i ndi ng   S C   f a u l t .   I n   t h e  c a se   o f  co re-t yp ed  thre e-p h a s e   tra n sf orme rs,  t h e   in terna l   S C  fa u l t  wi ll  ca use   an  e x t en si ve  i ncr ease   of  f i r st  a nt i r eso n ance   i n  t h e   low   fr e que nc y   ( L F)   r esponse   [9] .   T he  f ir st  a nt ir e s o n a n ce  fr e que nc y  is  t y p ica lly  f r o m   h u n d r e ds  o f  H z   up  t o   f e w   kH z .   H o w eve r ,   it   m ay   i ncr e ase  s i gn if i c a n tl y   de pe n d i n g  o n   t h e  sev e rit y   o f  t h e  SC   f au lt s  as  s ho wn   i n   F i g u r e   2 ( a ).   N eve r t h eles s,  t h e   i ncre ase  of  t he   f r e q u e n c y   i s  no t   t ot al ly   a n  i ndi c a tio n   of   a   S C   o c c u rred   j u s t   i n  the   w i nd i n g   u n d er   m ea sur e m e nt.   T h is  i s  bec a u se  t he  s ce na r i o  g i v e  eff e c t   t o  all   fi rst   a n t i reso n a n c e  re spo n s e s   of   w i n d i ng s  o n   the  sam e   c or e  [1 0] .   Ref er e n c e   [ 10 ]   pr ese n te d  b y   S .   Lar i n  show s  t h a t   s h o r t   c ir cu i tin g  t h e   LV 2  gi ve   e f f e c t   t o   t he  m ea sur e d  r e sp onse   of   L V 1   a s   ill ustr a t ed   i n  F i g ur e   2( b) .   Thi s   i s  d u e   to   t he  m u t ual   c o up lin g   be t w ee n  t h e   H V   and  L V   w in di ng  w h e n   t r a nsf o r m er   i s  e n e r gize d.   T a b l e   1  pr ese n ts  t he   b ib lio gr a p h y   s ur ve y   show in g  t h e  ef f ect  o f  in ter n a l   S C   f aul t   i n  th e  fr e que nc y  r e spon se .        ( a )  (b )     F i g u r e   2 .  I mp a c t  o f   SC  f a u lt   o n   t h e  SF R A   s i g n a tu r e   p r e s e n t ed   i n  ( a)  [ 9 ] , ( b )  [1 0 ]     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Inter p re ta tio n o f  swee p  f r eq u e nc y re sp onse   an a l ys is trac es   on inte r- tur n  shor t  c i rc u i t fa u lt  (N. F. M. Y a si d)  31 1 Ta ble   1.  D om i n a n t   fre q uenc y   range  of  S F RA   due to  shor t   circ u i t  f a ul t   f r om b i b lio g r ap hy s u rv e y   R e fe r e nc e s   D om i n a n t   fr e q u e nc y   ra n g e   ( H z )  [11]   De va dig a  e t   a l .   2018   L o w   a n d  m e d i um   f r e q u e nc y   (S ignifica nt  r e duc t i on  in  i m p e da n c e   a nd a   s h ift  in  r e s ona nc e  p e a k s  towa rds  high  f r e que nc i e s )  [12]   M . Gutt e n ,   R i cha r d  Ja nura,   M il a n   S e bok,   D a n i e l  K o r e nc i a k ,   2016 Low   to m e d iu m   fr e q u e n c i e s  (up  to  100kHz )   [13]   Alj oha ni  &   A bu- S i a d a ,   2015   Hi g h   l e v e l s  of   S C   ha v e  a  v isi b le   i m p ac t a l ong  the   e n ti r e   f r e que ncy   r a nge  a n d   i nflue n c e   th e   re s ona n c e  fre que n c i e s  in  h igh  fre que n c y  ra ng e .   [14]   Pa ndy a   &  P a r e kh,   2014   Low   fr e que n c y   r a nge   ( 1kHz   –  10kHz )   [15]   B a gh e r i ,   N a d eri,   B l a c kburn,   P hung,   &   L iu,   2012  Low   fr e que n c y   r e gion  ( 2 0H z   –  40kH z )   [16]   I l a m poor na n,  Vi k a s h,  &  Ne w ton ,   2012   L ow   f r e que n c y   r e gion,   [17]   Fir ooz i,   K h a re z i ,   Ra hi m pour,   &  Sham s ,   2 0 1 1 low  fre que n c y  ra n g e   (be t w e e n   50Hz   a nd  2kH z )   [18]   B e hj a t ,  Va h e d i ,   S e t aye s h m e h r,  Borsi,   &   G o c k e nbac h ,   2011   l ow-f r e que n c y  d e via tion  (f re que n c y  ra ng e   b e low   1  kH z )   [19]   C ontin,   R a b ac h,   B or ghe tto,   &   N i gris,   201 1 Low   fr e que n c y   r a nge   ( up  to  10kHz )   [20]   B i gde l i ,   V a k il ia n,  &  Ra h i m pour ,   2011   l ow  fre que n c y  ra n g e   of  ( 10 -100  kH z )   [21]   Pic h e r   200 8  Low   fr e que n c y   r a nge      Ta b l e   1  cle a r l y  s how s  t h e  m a in   e ffe c t   o f   i nt e r nal   S C   i s  t h e  s h i ft   o f  f r e q u e n c y   res ponse   i n   t h e   l o w   fre que nc y  (LF )   r egio n.  A cco r d ing   t o   [ 1 8 ],   t he   k e y   p oin t   t o  un de rsta n d   t he   L F   dev i a t i o n  c a u se d  by   s hor ted   tur n s  c a n  be  f o u n d   i n  t h e  ex pl anat i on  o f   F araday’ s   l aw  i n  sh ort e d   t urns.  Th e  law   sta t es  t ha t  t h e  e l e c tr om oti v e   forc e  (em f)  ind u ced  i n  a  t u r n  i s equa l   to t he r ate  of va r i a t i o n  o f   t h e el ect roma g n e ti c   fl ux  in s i d e it  [ 17 ].      3.   T R ANSFOR M ER  U SED I N   E XPE R IM ENTA L   WORK  Thr ee  uni ts  o f  thre e-p h a s e,  c o r e- t ype d  trans f or me rs  w er e  u s ed  i n  thi s   s t udy.   T he  f irst  e xper i m e nta l   t r a n sf o r mer  i s   a n   op en   t e r min a l   t r an sfo r me r  t h a t   i s   c onn ect ed   a s  D yn1 1   w i n d i n g  c o nfigur a tio n.   T he  s eco nd   and  thir d  ex pe rime nt a l   t ra nsfor m e r s  a r e  D yn1 1,  5 00 kV A   and  1 0 0 k V A   d i s t r i b u t i o n  tra n sforme r.   T he se   t w o   tes t ed u ni ts  a re  oil-t y ped trans f or me r  w h ic h w e re t a k en o ut of  se r v ice .  In t h i s  pa p e r , the focu s  is on t h e D e lta- W y e  c onn e c t i on   w hi ch   i s  most   f re qu e n tl y  use d   f o r   d i s t r i b u t io n  t ransfor m er s .   A ccording  to  [ 5],  wi nding  S C   usu a l l y  oc c u rs  t o  di strib u t i o n  trans f or me rs.  Th is  i s  beca u s e ,   t he   c urr e nt  f low   i n   t he  p ri m a ry  s ide  w i n d i n g  o f   the   transfor me r  un der g o e s  e l ec t r oma g net i c   in duc ti on   v o l ta ge  w h i c h   i s   s t ep pe d  d o w n .   The  c u rre nt  i s   t h e n   st e ppe d  u p   i n  t h e  se co n d ary  w i n d i n g.  D ue  t o  t h is,   the  w i n d i n gs  ha ve  t o  t o lera t e   d iel e c t r i c ,   t her m a l   a n d   also   me cha n ic al  s t r ess.  T hi s  is  o n e   o f  t h e  fa c t or s  t h at   c o n t ri bu te   w in d i n g   s h o rt  c i r cu it  fa ul t  in  t he   L V   w i nd in g  o f   the tra n sform e r.  Ta b l e  2,   Tabl e  3 a nd Tab l e   4 show   t he  ba s ic  d e ta i l s o f   t he  tra nsf o rm ers  use d  i n th is st u d y .         Tab l e  2.  D etail s  of  36 0V A   tra n sf orm e r  Att r ibute s   D et a ils   M ode l   K T S  10MT - 3/360  VA  Ca pac i t y   T h ree - pha s e ,  e x p e ri m e nt a l   t r a nsform e r   o f  360VA   Hi gh  v o l t a g e   wi nd i n g   240  V   D e lt a   c onne c t e d   L o w  volta g e  w inding   3 × 60  V  S t a r  c onn e c t e d   Cu r r e n t   2   A    Tabl e 3.   D e ta il s   o f   5 00k VA t r a n sfo r me r  Att r ibute s   D et a ils   M ode l   ONA N  T R AN S F OR ME R   D R G.   N o.  M TM  11/3/ 1 - D   Se r i a l  N o.  T /84/ 5 16  8   Ma nufac ture d  d a te  21/ 0 6 / 1984   Ca p a c i t y   T hree - pha s e ,   50  Hz,   500  kV A  T o ta l   m a ss   2668  K g       Tabl e 4 .  Det ai ls o f 1 00k VA t r a n sfo r me r  Attribute s   D e t a ils   Mo d e l   MT M T R ANS F O RM E R   Se ri a l  N o.  1 /44/1 16  0   Ma nufa c t ure d   d a t e  05/09/ 199 4   Ca p a c ity  T hree - pha s e ,   50  Hz,   100  kV A  T o ta l   m a ss   620  K g       4.   TEST  METH ODOL OGY   Thr ee  tran sform e r s   w e r e  use d   i n  t h i s   s tu d y   b y  cre a t i ng  artific i a l   S C   f a u l t   i n  t h e  w i n d i n g s .  T h e   pur pose   is   t o   stu d y   t he   v ar ia t i o n   t hat   m i g h t   o cc ur  i n  t h e  tr ans for m e r   f re quenc y  res p o n s e   d ue  t o  t h i s   f a u l t .  I n   order   t o   d ia gno se   s h o rt  c irc u i t   fau l t ,   S F R A   me asure m e n t   i s   p er f orm e d be for e   a n d   a fter   t he  f a u lt  ha s  oc c u rre d.  The  com p ar i s o n   o f  re spo n se s  be fore  a nd  a f ter  fau l t   is  t he n  obse rve d   a n d   a na lyz e d.   T hi s  is  c ond uc te d  pe r   pha se  u s i ng  e nd- to- e nd  ope n  circu it  c o n f i g u r ati on.  A s  the   t e r m   all ude  t o,  p er  phase   m ea surem e nt  a im e d   f or  a   part icu l ar   phas e   a t  o n e   t i m e .   In  t h i s  pa per,   S F R A   m easurem ent  i s  per f o r m e d  on   pha se   A   o nly  w h ic h   is   t he   sam e   p ha se a s the  S C  fau l t   i s  app l ied.  F igure   4 show s  S C  fa u lt  whi c h wa s  cr eated  o n the  firs t transfor me r.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    309  –  31 6  31 2   (a )   ( b )   F i g u r e   3 .   ( a)  S C  f a u l t  simu lat e d  on  p h a s e   A   of  L V   w i nd i n g ,  ( b)   S c hem a t i c   diagr a m  of  S C   fa ult       The o p e n  t e r m i na l   tr ans f or me r   h a s  tw o w i n d in gs  ( H V   and  LV )   pe r   p h a s e.   T he LV   w i n d i ng  i t sel f  ha s   thre e  se para te d  an d  i d en t i ca l   wi n d in gs.   S i nc e  these   wi ndi n g s  ar e  not   c o n n e ct e d ,  SC  f aul t   i s   c re a t ed   b y  shor ti n g   t he   m i d d l e  se c t io n  o f   t he  L V   w i n d i ng.   F i g ur e  3( a )   s h o w s  a  shor t  a n d  thi n   c a b le   c o nnec t in g  th e   LV  w i n d i n gs.   This   c a u se s  1 / 3  of  t he   t ota l   L V   w i nd i ng  to  b e  shor t e d .   F i gur e   3 ( b)   s how s  t h e  sc hem a t i c  d i a g r a m   of   th e  SC fault   o n p h a s e  A  o f   LV win d i ng .    Th e   se cond   s ho r t   c i r c u it   w a s   s i m ul a t ed   o n   th e   50 0k VA  d i st r i b u ti o n   t r a ns for m er   a s  show n  i n   F i g u r e   4( a)  a nd the  las t  sh o rt c i r cu it fa ult  i s   s im u l a t e d  on  1 0 0kVA t r a n sf or m e r  as  s how n  i n   F ig ur e   4( b) .         ( a )   (b )      (c)    F i gur e   4.   S C   f aul t   s imu l a t e d   o n  tr a n sf or m e r   tap  3- 4  p h ase  A   ( a )   500kV A   tr a n sf or m e r ,   ( b) 10 0 k V A   trans f or me r,  ( c )  S chem atic  d ia gram   o f the  SC fau l t       A s   s how n  in  F igur e  4( a) ,   t h e   S C   f a u lt  w a s  cr eate d   by  c o n n ec ti n g   a   w ire  ca bl e   t o   t he  e x p o s ed   tr a n sf or m e r   tap  in  t he  H V   w i nd ing.   T he  e xp ose d   t a p   i s  la b e lle d  a cco rding   t o   t h e i r   t ap  r e f ere n ce s.  T hi s  ca u s e s   sh o r t   f a ult   a nd  t h e  tot a l   tu rns  o f   t h e   HV  w i ndi ng   o f   th a t   p h a se   t o  r e d u c e .   O n  t h e   othe r   hand,   F igur e   4 ( b)  show s  t h e  S C   f au lt   i s  cr e a t e d  b y   c on ne c tin g  a  c a b l e  to  t he   t r a n sf or me r   ta ps  i n  t h e  H V   w ind i ng   o f     10 0 k V A   t r ans f or m e r .   F igur e   4( c)   s h o w s   t he  s c h em at ic  d ia gr am   o f  w i nd i n g   wi th  s h o rt  c ircu it   a t  t a p  3-4     fo r b o th  tran s f o rmers.        5.   S F RA  R E S P O N S E DUE TO S C  FA U LT  The resu lts of t h e thre e artific i a l SC  f au l t s ar e p r esent e d in  t h i s  s ec tio n.  Th e  SF R A   m e a s ur em ents   o n   H V   w i nd i n gs  o f   thr e e   teste d   t r a nsf o r m e r s  a r e  show n  i n   F igur e  5,   F i g u r e  6  a nd  Fi g u re   7 .  Each  o f  t h e  fi g u r e   show s  tw o  t r ac es  m e a sur e d  dur ing  n o r m al  a nd  f a ul ty  o pe r a ti n g   c o nd it io ns  o f   th e   t r an sfor me rs.  Th e  re s p onse  i s   d i v i d ed   i n t o  t h ree   f r eq ue nc y   regi on s.   A s  ref e r r e d   t o   [22 ] ,  t h e   f r e q u e n c y   r e g i o n s  a r e  n o t  f i x  a t   a   c e r t a i n   f r e que n c y  b u t  sho u l d  be  d ef ine d   acc or di n g   to  t he  s ha pe   o f   t h e   r e s pons e .   T he  f r e q u e n cy  r e s po nse   w i l l   b e   di ff er e n t   de pe n d i n g  on  the   str u ct ur e ,   c onf ig u r ati on,   w in din g   t y pe   a n d   p ow er   r a t in g  o f   t he  t r a nsf o r m er .  F r om  t he   m e a sur e d   r e sp o n ses   of   a l l   t hr ee  t r ansf or m e r s   ( F i gur e   5 ,   F i gur e  6  an d  F i gur e  7 ) ,   the  m a in  e ffe c t   o f  S C   f a u l t   i s  the   s h if t  of  r e s ponse   a t   t he   l ow   f r e q u e n c y  (LF )   r eg ion   t o w a rd s  higher  freq u e n c ies.  T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Inter p re ta t i o n  of s weep  fre q u e ncy  resp on se  an aly s is tr ace s  on in ter-t u r n  shor t circ u it  fa u l t   (N.  F.  M .   Y a si d)  31 3 sh if ti n g   i s  mor e   o bv i o u s   a t  L F   r egio n  a n d  e a r l y  par t   o f   m e di um  fr e q ue n c y  ( M F )   r egi o n.   C lea r l y ,   the   fa u l t y   tr a ces  f or   t h e   t este d  tr ansf or m e r s   s how   a   s im i l ar   s hi ft ing  or   d e v iat i on.           F i gur e   5.   F R A   r espo nse  of  n o r ma l   and  shor t   cir c u i t  w i n d i n g  of   3 6 0 V A   tr ansfor m e r       F i gur e  6.   F R A   r e s po nse   of  n o r ma l  and  shor t  cir c u i t   wi nd ing   o f   500k V A  t ran s f o rme r           F i gur e   7.   F R A   r e spo n se  o f  n o r m a l   and  shor t   cir c uit  w i nd i n g   of  1 00k VA t r a n sfo r me r       I t   i s  c l e a r   f r o m   t h e   t r a n sf or m e r s   r esponses,   the  m a g n i t ude   ( dB)   i nc rea s es  a nd  the  firs t  reson a nces  a t   LF   r e g i o n   s h i f te d   t o wa r d s  high e r   f r e qu en ci e s .  Th e   k e y  p o in t   to   und e r sta n d  t h e   L F   d e v ia ti ons  c a n   b e   f o un d  i n   the  e x pla n a t i o n  o f   c han g e  i n   t he   m a gne t i zi ng  c h ar a c ter i st ics  of   t he  t ra n s for m e r   i n itia t e d  b y   s h o rte d   t ur ns.  Bas ica l l y ,   t h e   i m pe d a nce   of  w in din g   i s  sm all,   m ea n w hile   t he   i m p e d a n c e   o f   t h e  cor e   i s  extr e m e l y  hi gh.   T his   pa r a m e ter   go ve r n s  t h e   LF   r egi on  [ 22] .   The r efor e,   t he   i n p u t  si gn a l   i s  d o m i nate d  by  t h e   cor e .   H o w e ver ,   a s  the  SC   i s  add e d ,   c h a ng es  i n   t h e  c o re   a re   d e t e c t ed .  It   c a u se s  th e  ef fe ct  o f  c o re   s atu r at ion   to   r e d u c e  a n d   sig n i f i c an tly   d ec rea s e d   t h e   m ag n e ti z i ng   i ndu c t an ce .  Du e   to   t hi s   r eason,   t he  r e s po n s e   of   t he  L F   r e gio n   r ises  o r   shi f t e d  t o w a rds  hi gh e r   fre qu en ci es,  a n d   i t   h a s  hi gh e r   s t a r t ing   d B  va l u e   t ha n r e sp on se o f  he alt h y  w i n d i n g.   T his  c o n d it i on  ca n  a l s o   b e  e x p l a i n e d  by  usi n g  ( 1 ) .     Φ  ∝   NI   (1 )     The  ( 1 )  r e pr ese n ts  t he   a moun t  of  f l ux,   Φ   w hic h   i s  dir e ct l y   p r o p o r t i ona l  to  t he   p r o d u c t   o f   the  numbe r   of   t ur n s ,   N   a nd  the  c u r r e nt  f l o w   in  t he  w i n d i ng,   I .   I n   g e n er a l ,   t he   i n t er na l  shor t  cir c u it  le a d s  t o   a   r educ tio n  o f   the  e l e c tr ica l   l eng t h  of  t he  w in din g ,   me anin g  r e du ct i on  in  t he  n u m b er   o f  t u r n s  [1 0] .   This  i s  a n   i m p or ta nt  pr ope r t y   t h a t   c an  b e   used   a s  one   o f  the   ma in  s i g ns  o f   the  in ter na l  s h ort-circ u it  fa ul t  i n   t he  w in di n g .  As  t h e   num ber   o f   t ur n s   r educe s ,   the  f l ux  pr od uc e d   i n  t h e  co i l   a ls o  r e d uc e d   s i g ni fi ca ntl y .   Ther efo r e,   dur in g  this  f au l t ,   the   m a gne tizi n g  i n d u cta n ce   o f  the   r i g h t - side   l im b  ( P hase   A )   is  dr as ti c a l ly   r educe d   a n d   c a u se d  t h e   m a g n i tu de   o f  th e  re s pon se i n   LF re g i o n   to  i n c re as e. The l arg e  a mount   o f   s hi ft   i s af f e ct e d  by   th e   re duct i on  o f  ma gn et i z in g   i ndu c t an ce   i n   t h e  c o re  l i m b .   W hi ch   i s  c a u s ed   b y   th e   SC   f au lt   i n   t he  s ec on da r y   w i n din g   o f  th e  sam e   pha se   a s  th e  SF R A   m ea su remen t  con du ct e d .      6.   FAILURE INTE R PRETATI ON  U SING  N C E PRI  AL GORITHM  I n   o r d e r   t o  a n al yse  a n d  in t e r p r e t  th e  fr e que nc y  r e spo n s e,   a   m a t hem a ti c a l   i n d i c a t o r  is  a pp li e d .   Usua ll y,  m athe ma t i c a l   o r  sta tist i ca l   in d i ca tor   is  a   m e t ho d  t o   m e a s u r e  t h e  s i m i l a r i t i e s   b e t w e e n  t w o  f r e q u e n c y   r e spo n se s.   T hi s  is  p e r f o r m ed  r ather   t h a n   b y  vis u a l l y   c o m par i n g   fr om   t he   f igur es  o nl y.   T h i s  m e t h o d   c a n   pr ovi de  a   s ing l e  va lue   o n   t he   e xte n t  of  t h e   v ar iat i o n   b etw e e n   t he m.   T o  ac hie v e  m o r e   a c c ur a c y  in  d i a g nosi n g   the   re q u enc y   r e s p onse ,   m an y   st a tist i ca l  a n d   m a them at ica l   i nd i c e s   ha ve  b e e n   pr op ose d   i n  t h e  li t e r a t u r e   f or   S F RA   a ppl ica tio n.   F or   e xample,   cor r ela t i on  coe f f i c i en t  ( C C ) ,   a b s o lut e   s u m   o f   log a ri th mi c  e r ro r  (A SLE),   min - max   (MM)   r ati o   a nd   r o o t  mean   s qu are  er ro r  (RM S E).   In   t his  s t u dy,   a n   al gor ithm   pr o pos ed  i n  [2 3]   w hic h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  11,  N o.  1 , Ma r  202 0  :    309  –   31 6  31 4 is  N or th   C h i n a   E le c t ric   Po w e r   Resea r ch   I nst itu te  ( N C EPRI)  alg o r i t hm   h as   b e e n   u se d  t o   a na lyse   t he  respo n ses.   T hi s  a l g o r ithm   is  p ro pose d   b y  a  gr oup   o f  rese a r c h er  in   [ 2 4 ]   a s   a   m a t he ma t i c a l  ind i c e s  t o   a nal y s e   the freq u e n cy r esp onse s .     6.1.   NCEPRI a l gori t h m   The   N C EP RI  a l g or it hm   e st i m a t e s   t he  c orre sp on de nc e  of   f r e q u enc y   re sp on se s  by   c alc u l a ti ng   t h e   effec t i v e  de v i a t i o n (ED )  of  tw o trans f er  f unc t i o n s  us ing  (2).      ∑         ( 2 )     Where      a nd      a re  t he   r efe r enc e   and  c o m p a r ed   t ransfer  func t i ons  o r  fre q uen c y   r e s po nse s .   N  is   the  n u m b er  o f  data.   Ta ble  5  s how s  the  i n ter p r e ta ti o n   c riter i a   f or  N CEP R I  algorit h m .   A ccor d i n g  to  N CEPRI  st a ndard  p ro p o se d  i n   [ 2 3 ],  t he   frequency  r anges  r e quired  for  th e  wind i n g   a sse ssmen t   f act o r ,  E 12   can  b e   dev i ded  in t o   t hree   a s  show n   in  T ab le  6 .   The y   a re  t h e   h i g h-v o l t a ge  ( H V ) ,  lo w - vol ta ge  ( L V )  and  t e rt iary   vo lta ge ( TV ).       Ta ble   5.  F a i lure  inter pr eta t i o n   criter i a   of N C E P R I  a l gor it hm   D i stortion  le ve l   F a c t or  ( dB )   N o r m a l  c ondi tion   E 12   ˂ 3 . 5   3. 5  ˃  E 12   ≥ 7. 0  S light dist o rti o n   Se r i ou s   d i stortio n   E 12   ˃ 7 . 0     Tab l e 6.  F reque ncy r a n g e  define d  i n  [2 2 ]  Winding F r e que n c i e s   HV 10kH z   -  5 15kH z   L V 10kH z   -  6 00kH z   T V 10kH z   -  7 00kH z         H o w e ver,   [ 22]  h a s   f o u n d   t ha t  us in g  lar g e   fr eque nc y  ra n g e s  for   t he  a nal y s i s  reduc es  t h e   s e n sit i v i ty   and   ma kes   the   fai l ur e  cla ssi fi cati o n  d i ffi c u l t .  The   fr eq uenc y  r eg i ons  d o   n o t   fi x  a t   a   c e r ta in   fre que nc y  o n l y   b ut   sho u l d   b e  de fine d  ac cor d i n g  t o   t he   s ha p e   o f  t h e  freq u e nc y  resp o nse .   D uring  eva l uat i ng  t h e   fre q u e nc y   respo n se,   use r   s ho ul d  m odif y   a nd  a d jus t   t he   f reque nc y  regi on  ac c o rdi n g  t o   t he  r espo nse  sha p e .   I t  can  a lso  be   gene ra ll y assoc i a t e d  w it h a  mu c h  na rrow e r freque nc y ra nge   t o  ac hie v e h i g h er  s ensi tiv i t y.     6.2.   R e sp onse  a nalys i s  using  N C EPR I  a lg or ithm   V i sua l ly  c om pa rin g   a l l   t hre e   m e a sure me nt s,   F igure  5,  F i g ur e  6  a n d   F ig ure  7  clea rl y  r e vea l   s om e  impor ta nt  f e a t ures.   The  i n t e r - turn  S C  fa u l t   cause   o b v i o u s   v aria ti o n s  i n   l ow   a n d   b eg i n n i ng  of  t he  m e d ium   fre que nc y  r e g i on.  N CEP R I  a l g o ri t h m   i s   a p p lie d  t o   m eas ure   t h e   si mi lar i t y   b e t w e e n   t he   n orm a l  a n d   fa u lty   w i n d in g  resp o n ses.  T ab le  7   s how s  t h e  fre q u enc y   r a n ges  def i ne d  a cc ord i n g   t o  t h e  resp ons e  fea t ur es.  O n   t he   ot her  h a n d ,  T a ble   8  re ve als   th e  fa u l t   as se ssm ent  fa ct or  o f  t h e  w i nd i n g  de f o rma tion   i n   t e r m   of  e ffect i v e   dev i a t i o n be tw e e n the  re sp on ses.       Ta ble   7.  T hre e  freque nc y r a ng es a cc ordi n g   t o   size  Tr an s f o r me r   F r e que n c y   r a nge  LF   M F   HF  360V A  20Hz   –  1. 5kH z   1. 5kHz   –  1. 6MH z   1 . 6 M H z   –  2MHz   500kV A   20Hz   –  9kH z   9kHz   –  1. 5MH z   1 . 5 M H z   –  2MHz   100kV A   20  Hz   –   1 kHz   1kHz   –  1MH z   1 M H z   –  2MHz     Tabl e 8 .  Fau l t  a sse ssme n t   ac co rdi n g   to   N C EPRI a l g or ithm   Tr an s f o r mer   Fa ult a s s e ssment Fac t or ,  E 12  in   d B   LF   M F   HF 360V A 33. 846   9 . 942   0 . 046 5 00kV A 27. 867   5 . 162   0 . 135 1 00kV A 35. 598   6 . 653   1 . 173     The   fre que nc y  r a nges  are   d i ffe re n t   a s i t  is de fine d   ac cord i n g  t o the  res p o n s e  sha p es.  O b v i o u sl y,  t he y  w ill  be   d i f fer e nt  b eca use  the  tra n s f orme r  ha s  a   d i ffe r en t  p o w e r   r atin g.  T he   f re que ncy   ra nge s  ca n  be  r e f er red   as  i n  Ta b l e  7  a nd  i l l u s t rate d  a s   i n  F i gure  5,   6   a n d   7   r e s pe c t i v e l y .  F r o m   T a b l e   8 ,  i t   c a n  b e   s e e n  t h a t   t h e   f a u l t   assessm ent   fac t or   f or  t he   l ow   f r e q u enc y   ( LF )  r e gio n   i s   ver y   h i g h.  C le arl y ,  all  t h e  va lues   a re   a b ove   b e y on d  7.   There f ore ,   t he   L F   re gi on  is  c on side red  as  s erio us  d i s tor t ed  a s  re fer r ed  t o  Ta b l e  5.  M eanw h ile,   E 12  o f   M F   regi on  for  10 0 k V A   and  5 00k V A   i s  con s ide r ed  a s  s lig ht  d i s tor t i o n .   This  i s  di ffere n t l y   t o  36 0V A   w h ic h  show s   a  ser i ous  d is to r t i on.  H ow ever ,  the  degr ee  of   d is tor tio n  is  n ot  a s   h igh  a s   i n  t h e  LF   r egio n.  O n  the  o t he r   ha nd,   the h i gh freq u e n cy ( H F ) re gio n   i s  co nside r ed   a s in  norma l con d i t i on.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Inter p re ta tio n o f  swee p  f r eq u e nc y re sp onse   an a l ys is trac es   on inte r- tur n  shor t  c i rc u i t fa u lt  (N. F. M. Y a si d)  31 5 7.   CONCL U S ION  I t   w as  p roven   tha t   w in d i ng  shor t  c i r c u i t   f a ul t  gi ve s  a   sign i f ic a n t   cha n ge  o n  t h e  S F RA   r e s po n s e .   F i n d i n g s  i n   t h i s  p a p e r  c o n c l u d e  t h a t   t h e   f a u l t   c a u s e s  s e r i o u s  a l t era tio n  in  t he  l ow   f re q u e n cy  r e g ion  a n d   sl ig ht   altera tio n i n  t he   m edi u m   freq u enc y   r eg i o n.  The   m ai n si gn is t he   s i g nif i c a n t   sh i f t o f   r e s p o n s e   i n  l ow  fre que nc y   regi on  tow a rds   hi gh e r   f re q u e n cie s .   The  ini t i a l  ma g n i t u d e  o f   f a u l t y   re sp onse   i s   a l s o   highe r  i n   d B  c o mpa r ed   t o  n o r ma l   re sp ons e.  B esi d es  t h a t ,   f ai lu re  i nt e r pret ati o n   u s i n g   t h e   N C E P R I al gor it hm als o h a s pro v e n  t he   f i n d i n g .   It   s ho ws  t h a t   t h e  l o w  fre qu en cy  r egi o n   h a s  th e   h i gh est   v a l u e  of   a ss essm ent  factor,   E 12  a n d  i n d i c a t e   s e r i o u s   di st ort i o n .  The   l e ve l  of  d is t o r t i on  red u c e s  a s   t he  f r e q u enc i e s   incre a ses.   T hi s  pr o v e   t h a t   t he  i nter -t urn  s hor t   circ u i t   fa ul t   g i ve s  a  si g n ifica n t   e f fec t   t o  lo w   fre que nc y  r e gi o n .  S l i g h t l y  a f f e c t   t h e   m e d i u m  f r e q u e n c y  r e g i o n   w h en  it  i s   s eve r e   a nd no t effe c tin g  i n   t he  h i g h freque nc y re gio n.       ACKNOW LEDG E MEN T S  The   a u t h ors  w o u l d  l i k e  t o   t h a nk  the   TN B  Rese arc h ,   for  the  pr ov i si o n   o f  tes t   f ac i l i tie s  a nd  g r ea t   sup por t   for the   e xperim e n t a l  te s ts.   Th is w ork   is su p p o r t e d  f ina n c i a ll y   by   t he  Isl a m i c   U n i versi t y   re se arc h  g ra nt  PRG-IUNAJAF- 2019 .       REFE RENCES    [1]   M.   F .   M .   Y o u sof ,   " F r equ e ncy   resp ons e  anal ys is   f or  t ransf o rmer  w inding   c ondition  mon i tor i n g ,"  Un iver sit y  of  Queensl and ,   2 015.   [2]   G.  D .   Hermann,  " Short - circui t   wi t h stand capability  of power  t r a n s fo r m e r s,"   20 15 .   [3]   D.   Z hou,   Z .   Li ,  C.   K e  an d  Z.   H ao,   "S im ulation  of   t ransfo rm er  w i n d i ngs  m echan ical   c h a r acte r isti cs  d urin g  t h e  external  s hort -c i r cuit  f a ul t,"   IEEE co nfer ence on  Elect ri c Utili t y  Der e gu la tion a nd R e st ruc t ur in g an d  Po wer   T e ch no lo gies ,   p p .   1 06 8 - 10 73 ,   2 0 15 .   [4]   G .  M .   K e n n e d y ,  A .   J .  M c g r a i l ,   J.  A .   L a p w o r t h   a n d   D .   E n g i n e e r i n g , " T r ansf o r m e r  sw eep  f req u ency  resp o n s e  an aly s is  (SFRA ) ,"  Energ i ze ,   pp .  28 -33 ,   2 0 0 7.   [5]   S .  T.   Jan ,  R.   A f zal  an d   A .   Z .   K han,  "T r ans f orm e r   f a i l u r e s ,  cau s es & im p act,"  Int e rn at ion a l  Confer ence D a t a  M i n i ng,  Civil  an d  M echa n i c al En g i n eeri n g   ( I CDM C M E '2015 ) ,   Vo l. 4 , No .  4, p p . 49 - 52 , 20 1 5 .   [6]   H.   Z h a ng,   et  a l . ,   "Dy n am ic  d efo r matio n  analy s i s   o f   po wer  t r an s f orm e r  w i n d i ngs  i n  sh ort - circuit  f a u l t  by   F EM , "   IEEE   T r a n s a c t io n s   on Appli e d S u p e rco ndu cti v it y ,   V ol. 2 4,  No . 3 , p p . 1-4 , 2 01 4 .   [7]   B.   K a s zten ny ,  M .   T h o m p s o n   a n d  N.   F isch er,   "F un dam e nt als   of  s hor t - circuit  protect ion   f o r  t r an s f o r m e rs,"  20 10  6 3 r d  Ann u a l  Co nf ere n ce  for   P r o t ecti v e Rel a y  E n g i neer s ,   Vo l.  2,   No .  3 ,  pp .  4 -7 , 2 01 0 .   [8]   R.  M u r ug a n   a nd   R .   Ra ma sa my ,  " U n d e r sta n d i n g   t he   p owe r   t ra ns forme r  com p o n en t  f a ilures   f o r  healt h   i nd e x -bas e d   mai n t e nan ce  pl anni ng  in   e l ect ric u tili t i e s, "  En gi ne er ing  F a il ur e   Anal ysis ,  V o l .   9 6,  N o.  Ju l y  20 18 ,  pp.   2 74 -28 8 ,  2 019.   [9]   A .  R .   A b b a s i ,   M .  R .   M a h m o u d i  a n d  Z .   A v a z z a d e h ,   " D i a g n o s i s  a n d  c lus t eri ng  of   p o w er  t ransform er  w i ndi ng   f a u l t   types  by   c ross -correl a tion   and  cl us teri ng  analys i s   o f  FR A  resu l ts ,"  IET G e ner a ti o n ,  Tr ans m i ssion   &  Distribution ,  vol .  1 2 (1 9),  p p .   43 01 -430 9,   2 0 1 8.   [10]   V.  S .   Lar i n,  " Internal  s hort-cir cuits  f au lt s   l o cali z ati o n   in  t r ansf orm e r  win d in g s   u sin g   F RA  a nd  n a tu ral  f r eq uenci e s  devi ati on  patterns , "  CIG R E Study  Comm itt ee A2  COLLO QUIUM,   N o . Oct o b er , p p . 1-1 4,  2 01 7.   [11]   A.  A .  Devadiga,  N.  H arid,  H.  G ri ffi ths,  N .  Al   S ay ari,  B .  Bark at   a nd  S.  J a y a r a m ,  " W in d i ng   t urn - to- t ur n   sho r t-ci rcuit  diag no sis   u s i ng  F R A  m e t hod:   S ensit i vit y   o f   m eas ur em ent   conf ig ura t ion, "  IET  Sc i e nce,     M e as ur ement &   T ech nol og y , 2 01 8.  [12]   M.   K .   M.  G utten ,   R i c hard   J an ura,  M il an  S eb ok ,  D a niel   K oren c i ak,   " Me as ur em ent   o f   s h o rt   c ircu it   e ff ects   on  transf orm e r  windi ng   w it h  S F RA   m e t ho d  a n d  im p act  t est, "  M e tr o l o g y an d  M e a s ur emen t Syst em ,   Vol.   2 3,  N o.  4 ,   pp.   5 2 1 -5 29,   2016 .   [13]   O.  A lj ohani  an d  A.   A bu-S i a da,  "M ini m um  d e t ection  o f   p ower  t rans f o rm er  s ho rt  c ircui t   f au lt   u sin g   f req u en cy  r e s p on se  a n a ly si s , "   IEEE ,   2 015.  [14]   A .  A .   P a n d y a  a n d  B .   R .  P a r e k h ,  " I n t e r p r e t a t i o n   o f  s w e e p  f r e q u e n cy   r esp ons e  an al ys is  ( SFRA )   t races   f o r   t h e   o p e n  circui t  and  sh ort   circu i t   wind in g  fault   d a m a ges  of   t he  p o w er  t r ans f orm e r,"  Int e rn at io nal  Jo ur nal  o f  Elect ri cal   Po wer  and  En erg y  System s , Vo l . 62 ,   p p . 8 90 -89 6 ,  2 01 4 .   [15]   M.   B agheri ,   M .   S .   N a deri ,   T.   B lackb u rn ,   B.   T .   P h u ng  an d  Z .   L i u ,   " Fre q u e n c y  re spo n se   a na ly si s  to   r e c og niz e   ind u ct ance  varia t io n  in   t rans f o rmer  d ue  t o   i n tern al  s h o rt   c i r c u it,"  1 0 t h  Int e r nati onal Po wer an d En ergy Con f er enc e ,  IPEC   201 2 , p p.   6 7 7 - 68 1, 2 01 2.   [16]   M .   K .   Ila m po or n a n,  M .  Vika sh   a nd   F .   B.  I .  L.  N e w ton ,   " Tra n sfo r m er  f au lt  det ecti on  by   f requ ency   r esp o n s e   analy s i s ,"  IO SR Jou r na l of Elect ri cal an d  Elect r o n i c Engin eering  ( I OSR J EEE) , v ol .  1 ,   N o .   4 ,  p p .  27- 3 2 ,   201 2 .   [17]   H .  F i r o o z i ,   M .  K h a r e z i ,   H .  R a h i m p o u r  a n d  M .   S h a m s ,  " T r a n s f o r m e r   f a u lt  dia g n o sis  us ing   fre qu e n c y   r e s po nse  analy s i s   -   p ract ical   s tudies,"  Po wer an d  E n er gy Eng i n eering Con f er e n ce  ( A PPEEC) ,  2 0 11 Asia-Pac ifi c ,    pp.   1 -4 ,  2 011 .  [18]   V.  B e h ja t ,   A .  Vahed i ,  A .   S e t ay eshm eh r,  H .  Bo rsi   and   E .   G ock e n b a ch ,   "Di a gn os ing  s h o r ted  tu rns   on  t h e  wi ndi ngs  o f  pow er  t ran s f o rmers  b a sed up on   o n l i n e  F R A u s in g   cap aciti ve and i n duct i v e   c ou pl ings, "   IEEE  T r a n sact io ns  on  Po we r  Deli very , Vo l . 2 6 ,   N o .  4 ,   p p . 2 12 3-2 1 3 3 , 2 01 1.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    309  –  31 6  31 6 [19]   A .   C o n t i n ,   G .  R a b a c h ,  J .   B o r g h e t t o  a n d   M .   D e  N i g r i s ,  " F r e q u e n c y -response  a nalysis  of  p ow e r   t rans f o r m ers  by  m eans   o f   f uzzy   t o o ls,"  IE EE  T r a n s a ct ions  on  Di elect rics  a n d  Electr i cal  In sula tio n ,   Vo l.   1 8 ,   N o.   3 ,   pp .   9 00-9 0 9 ,   20 11 .   [20]   M .  B i g d e l i ,  M .   V a k i l i a n  a n d   E .   R a h i m p o u r ,  " A   n e w   m e t h o d  f o r  d e t ecti o n   and   ev aluat i o n   o f   w i nd in g  mech ani cal  f a ults  i n  trans f orm e r  th rou gh  tra n sf er  f un ctio n   meas urem ent s ,"  Ad van ces i n  El ectr i ca l an d Computer   En gi neeri n g ,  v o l. 1 1,  No.  2,   p p .   2 3- 30 , 2 01 1.   [21]   P.  P i c her,  " M e chani cal  c onditio n  assess ment  o f  trans f or mer  w i nd in gs  u sin g   fre q u en cy  r es po ns e   anal ys is   ( F R A),"  Cig r e,   n o .   A pril.  p p .   3 0 - 34,   2 008.   [22]   J .  C .   G o n z a l e s  a n d  E .   E .  M o m b e l l o ,  " A u t o m a t i c  d e t e c t i o n   o f   f r e q u e ncy  rang e s   o f   po wer  t r ansf o r m e r  tran sf er  f u n c ti on s  f o r eval uatio n b y   m at he m a ti cal  i ndicat ors , "   T r a n sm is si on an d D i strib u tion:  L a tin  A m eri c a  Co nf eren ce  an d   Expos i tion ( T & D -LA),  I E E E ,   vol.  97 8,  N o.   1 ,  pp.   1 -8 ,   2 012.  [23]   OM ICRO N , "FRAn aly zer  u s e r m a nual   - S F R A anal yzer f or  p o w er t ran sf o r m e r  wi ndi ng  diagn o s i s, "   20 06.   [24]   NCEPRI , " App lic a t io n g u i de l i n e   f or  tra ns fo r m e r   w ind i n g  d is to rt i o n  test tech no l o gy ,"  19 9 9 .       BIOGRAPHI E S  OF  AUT HORS      Nuru l  F a rahw ahid a  b t   M d  Yas i d   rec e iv ed  h er   b ach elor’s   d egr e e  in   E lectri cal  E n g in eerin g  f r o m   Uni v ersiti  Tun   Hussein  Onn  M a lays ia  ( U T H M )  in  2 017.  S he  i s  curr ent l y   p u rsuin g   h er  M as ter  degree  in  E l ectr i cal  E ngineering   at   U n i vers iti  Tun  Hussein  Onn   M a lay s ia.  Her  research   i n t eres t  incl ud e  h i gh   voltage  e q u i p m e nt   a nd   c o ndi ti on  m o n i t o rin g   o f t r an sfo r m e r  usin g F R A .          Ahm e d   All a wy   M o h am m e d  Alaw ady  rec e iv ed  B .E ng.  i n  Elect rical  f ro m   Un iv e r s i t y   o f  K u fa ,  I r a q   in  2 00 7.  H e  rec e i v ed   M . E ng.  i n  El ectrical   p o w er  s y s t e m  f r om   ( S H UATS) ,  In di a   in   2 01 2.  H e   is   a   lectu r er  a t   the  Departm e n t   o f   Co m p ut er  T echni ca l  En g i neerin g,   C o l l a ge  o f  Tech nical   E ng in eering   at  I s l a m ic  U niversit y ,   Iraq  s i n c e  2 007 .   Cu rrently  h e  i s   p u r s u i n g  Ph. D .  Degree  in  U niver s iti  Tun  Hus s ei n   O nn M a lay s i a . H i s  res ear ch i s  on m o to rs fau lt s d e tect io n   u s i ng  F R A.           Dr.   M o hd   F airo u z   M o h d   Yo us of   o bt ain e d  D i p.   E n g ,   B.   E ng   a nd   M .   E ng  f ro m  Univ ersiti  T e knol ogi   M a l a y s ia. He  comple t e d   his  Ph .D.  stud y  in  2 0 1 5   f ro m Th e Un i v e r s it y o f  Qu eens l and ,  A us trali a  an d   current ly   i s  a  le ct urer  a t  t h e  Dep a rtm e nt   o f   El ectri cal  P o w er  E n g ineer i n g,  U niversi t i  T un  Hussein   Onn   M a laysia  ( UT H M ).  H e  w a s  a  v i si tin g   r es earch er  f o r   a   y ear  w i t h  T N B  R e s e a r c h   i n  2 0 1 8 .  H i s   mai n   r esearch   i s  con d i tio n-b a sed  m o nitori ng   a n d   a ss ess m en t  o f   p owe r   t ra nsfo rm e r   a n d   r ota t ing   mach in e.   H e  is  a cti v ely  i nvolv e d  wit h   p ro j ects   f r o m  l ocal   a nd  i nternational indust r i e s.          S a l e m   M g a m m a l   Aw adh   Nas s er  A l-Am eri  recei v e d B.En g  in M echatro n ic s  En gine e r in g  fro m   A sia   P a ci fic  Univers i t y   ( A P U)  i n  2 0 1 2 .  He  r ecei ved   M . E ng  in   E lectric al  P o w er  f rom  Un i v ersiti  Tun   Hus s ei n  On n  Malays ia  ( UTHM )  f r om   2 01 4  to   2 01 6.   C urren t l y   h e  is   p u rsuin g   P h.D.  D eg ree  in   Uni v ersiti  T un  Hussein Onn   Ma l a ys i a .   His research is on  t rans f o r m e r   m on itoring   u sin g   FRA .       \  Ass o ci a t e  Pr of es s o r  Ir.  D r.  M uha m ma d   Sa u f i  K a ma rud i n  ob ta ine d   h is   B .E ng .  an d   M . En g .   D eg rees  in  E lect rical  E n g in eeri n g   (P ower)  f r o m   U n i versit i  Tek n o l o g i   M a l ays i a  (UT M )  in  2 00 3  an d  20 05,   respect iv ely,  a nd  a  P h .D.  i n   H igh   Vo ltag e  Engin eerin g  f r om  C ard i ff  Univers i ty,  UK,  i n   2014.   Current ly ,  h e   i s  an  a ss oci a te  p rof e s s o r   i n  th e  F acu lty   o f   Elect rical  &   E lect ron i c  Eng i n eerin g  at  Uni v ersiti  T u n  Hussein  Onn  M a lays ia  ( UTHM) .   H is  r esearch  i nte r e sts  inc l u d e   ga s  disc h a rg e s ,  high   vol tag e   s urge  a rr est e rs,  d i electri c s   a nd   e lect rical   i nsu l atio n  sy s t em.  He  i s   regi st ered  w it h  th e  Bo ard   of  E ngineers   M a lay s i a   ( BEM ) .      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.