ترجمه مقاله بررسی حالت گذرای الکترومغناطیسی و وفق¬پذیری حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرتUHVبراساس محدودیت هارمونیکدوم
چکیده
اتوترانسفورماتور به صورت نوع اصلی ترانسفورماتور UHV استفاده میشود، با این حال، مدل خطای داخلیاتوترانسفورماتور که در اکثر نرمافزارهای شبیهسازی ارائه شده است وجود ندارد. برای حل مسائل موجود در زمینهکاربردحفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور UHV، ابتدا یک اتوترانسفورماتور با سه سیمپیچ و با استفاده ازمدل ترانسفورماتورِمدار معادل مغناطیسی یکپارچه موجود در محیط نرم افزار EMTDCساخته میشود. علاوه بر این،مدل خطای داخلی ترانسفورماتور UHV ایجاد میشود. با توجه به مدلهای فوق، برقدار کردن و خطاهای داخلی برای اعتباربخشی حفاظت دیفرانسیلکه بخوبی اعمال شده است با از بین بردنهارمونیک دوم شبیهسازی میشود. میتوان اثبات کرد که نسبتهای هارمونیک دوم [جریانهای] هجومی[1]ترانسفورماتور قدرتUHVهمگی در برخی از حالاتبرقدار کردن زیر 10% هستند. در این حالت، نمیتوان از عملکرد نادرست حفاظت دیفرانسیلی با استفاده از 15% الی 20% نسبت هارمونیک دوم اجتناب کرد. به بیان دیگر، نسبت هارمونیک دوم جریان خطا در ابتدای وقوع خطا برای برخی از خطاهای ضعیف بسیار بزرگ است،که منجر به تاخیر زمانی کوتاه مدتِ عملیات حفاظتی میشود. این یافته (کشف) انگیزه تحقیق و توسعه طرح جدیدحفاظت اصلی ترانسفورماتورUHVرا ایجاد کرده است.
واژگان کلیدی
اتوترانسفورماتور، EMTDC، هارمونیک، جریان هجومی، خطای داخلی،UHV.
مساله تمایز بین جریان هجومی مغناطیسی و جریان خطا برای حفاظت دیفرانسیلی ترانسفورماتور قدرت وجود داشته است [1]-[4]، و این چالشکه در حفاظت ترانسفورماتور مافوق فوق فشار قوی (UHV)1000 کیلوولت نیز وجود دارد خیلی مهمتر است. محیط الکترومغناطیسی سیستمهای UHVدر مقایسه با سیستمهای قدرت فشار قوی (EHV) پیچیدهتر است. همچنین، وضوحا ساختار و پارامترهای ترانسفورماتور UHVمتفاوت از ترانسفورماتور EHV است. در این حالت، پیششرطهای استفاده از حفاظت دیفرانسیلی ترانسفورماتوردقیقا به مدلسازیترانسفورماتور قدرت UHV و بررسی مناسبحالت گذرای الکترومغناطیسی بستگی دارد.
اتوترانسفورماتور نوع اصلی ترانسفورماتور UHV است. با این حال، مدل اتوترانسفورماتور در بسیاری از نرم افزارهای شبیهسازی وجود ندارد. یک معیار متقابل (متناقض) معمول استفاده از ترانسفورماتور به جای اتوترانسفورماتور به هنگام اجرای شبیه سازی گذرای الکترومغناطیسی است [5]. در این حالت، میتوان اثر تزویج مغناطیسی را در نظر گرفت، اما ارتباط الکتریکی بین سمت اولیه و ثانویه را نمیتوانمد نظر قرار داد. مدل ارائه شده در [6]از شار پیوندی به عنوان متغیر حالتاستفاده میکند و غیرخطی بودن هسته ترانسفورماتور را هم در نظر میگیرد. این امر از نظر مفهومی روشن است، اما در عمل بیش از حد پیچیده است. در [7]، یک مدل جدید شبیهسازی گذرا برای اتوترانسفورماتور سهفاز شرح داده شده است، که در آن منابعِولتاژ و جریان کنترل شده با استفادهاز روش ذوزنقهای میراییِتغییر یافته ایجاد شده است که برای تشکیل مدل شبیهسازی مصنوعی استفاده شده است. در این مورد، هم کارایی و هم دقت شبیهسازیها بهبود یافتهاند. با این حال، اگر غیرخطی بودنِ امپدانس مغناطیسشوندگی در نظر گرفته شود این مدل منطقیتر خواهد بود. علاوه بر این، شبیهسازی گذرای الکترومغناطیسی در محیط الکترومغناطیسی UHVچالشهای جدیدی هستند، به خصوص هنگامیکه خط انتقال UHV با پارامترهای توزیعی (گسترده) در نظر گرفته شوند.
PSCAD/EMTDC نرمافزار شبیهسازی است که معمولادر زمینههای مختلف سیستمهای قدرت بکار برده میشود.به طور خاص، این نرمافزار برای شبیهسازیهای گذرای الکترومغناطیسی مناسب است. در این مقاله، مدل اتوترانسفورماتور UHV را براساسمدار معادل اتوترانسفورماتور سه سیمپیچه،و مدل خطاهای داخلی آن را با استفاده از مدلترانسفورماتور مدار معادل مغناطیسی یکپارچه (UMEC) که در نرمافزار EMTDCارائه شده است ایجاد میکنیم. این مدلِ جدید،منحصربفرد بودن ترانسفورماتور UHV و غیرخطی بودن هسته ترانسفورماتور را در نظر گرفته است. بر اساس این مدل، انواع آزمایشات شبیهسازی از جمله برقدار کردن، خطاهای اتصال-کوتاه داخل دورِ (سیمپیچ)، خطاهای اتصال کوتاه فاز به زمین، و خطاهای اتصال کوتاه فاز به فاز انجام شده است. در نهایت، شکلموجهای جریان را ارزیابی کردیم و مسائل مربوط به حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور را با استفاده از طرح مسدودسازی هارمونیک دوم در حفاظتهای ترانسفورماتورUHV استفاده کردیم.
[1]Inrushes