ارائه یک روش کنترلی الکترونیکی جدید به‌منظور میرا‌کردن اضافه‌ولتاژ ناشی از فرورزونانس در ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 گروه پژوهشی پست‌های فشار قوی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

مدار میرا­کننده فرورزونانس مهم‌ترین تجهیز به­منظور رفع اضافه­ولتاژ و نوسانات ناشی از پدیده فرورزونانس در ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی ­است. این تجهیز در سه نوع پسیو، اکتیو و الکترونیکی وجود دارد که در سمت ثانویه به­صورت موازی با بار ترانسفورماتور ولتاژ خازنی قرار می‌گیرد. در این مقاله یک سیستم کنترلی جدید برای مدار میراکننده نوع الکترونیکی و به­منظور رفع سریع نوسانات و اضافه­ولتاژ ناشی از فرورزونانس ارائه می‌گردد. این سیستم پیشنهادی از ولتاژ خروجی ترانسفورماتور ولتاژ خازنی نمونه‌برداری می‌کند و سپس با توجه به سطح اضافه­ولتاژ خروجی، تریستورها را روشن می‌نماید. همچنین به‌محض رفع اضافه­ولتاژها، تریستورها خاموش می‌گردند. با وجود این سیستم کنترلی نیازی به مدار آشکارساز فاز، مدار تعیین زاویه آتش و منبع مجزا برای تأمین پالس و تریگر­کردن تریستورها نیست. برخلاف رو­ش­های دیگر، در مدار کنترلی ارائه­شده، تریستورها برای یک زمان ثابت و مشخص (معمولاً 80 میلی‌ثانیه) روشن نمی‌شوند، بلکه زمان روشن­ماندن آن‌ها به سطح اضافه­ولتاژ ناشی از فرورزونانس بستگی دارد. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که سیستم کنترلی از سرعت عملکرد بالا و پایداری مطلوبی برخوردار است. علاوه­­بر­این سیستم کنترلی پیشنهادی هیچ تأثیر منفی بر روی پاسخ فرکانسی و پاسخ حالت گذرای ترانسفورماتور ولتاژ خازنی نخواهد­داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A New Electronic Control Method to Suppress Ferroresonance Overvoltage in CVTs

نویسندگان [English]

  • M. Navaei Larimi 1
  • A. Abdoos 1
  • M. Shahabi 2
1 Faculty of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 HV Substation Research Group, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

Ferroresonance Supression Circuit (FSC) is the most important equipment used in Capacitor Voltage Transformer (CVT) for suppression of ferroresonance phenomenon. There are three types of FSC: active, passive and electronic type. This element is installed at the secondary side in parallel with CVT burden. In this paper, a new control unit is proposed for fast supression of oscillations and overvoltages due to ferroresonance occurrence. The proposed control unit takes samples from CVT output voltage and then triggers SCRs according to level of overvoltage. Moreover, the SCRs are turned off in the absence of overvoltage. By using this control unit, phase detector unit, firing circuit and separate source for firing the SCRs are not required. Unlike some previously proposed methods, the SCRs are not trigerred on for a prespecified time interval (typically 80 ms) but the SCRs turn-on time depends on the level of ferroresonance overvoltage. Simulation results show that the proposed control unit has desirable stability and fast response. Besides, the proposed control unit has not negative effect on frequency and CVT transient responses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Capacitor voltage transformer
  • ferroresonance suppression circuit
  • ferroresonance
  • frequency response characteristics

مراجع

[1] C. Venkatesh,‌ K. Shanti Swarup,‌ ‌“ ‌Performance assessment of distance protection fed by capacitor voltage transformer with electronic ferroresonance suppression circuit‌,” Electric Power Systems Research‌,‌ vol. 112, pp. 12–19, ‌‌Jul. 2014.
[2] M. Davarpanah, M. Sanaye-Pasand, and F. B. Ajaei, “Mitigating the Impacts of CCVT Subsidence Transients on the Distance Relay,” IEEE Trans.Power Del., vol. 27, no. 2, pp. 497–505, April 2012.
[3] A.H.A. Bakar a, N.A. Rahim a, M.K.M. Zambri, “Analysis of lightning-caused ferroresonance in capacitor voltage transformer (CVT),” journal of electrical power and energy systems, Vol. 33, no. 9, pp. 1536–1541, Jan. 2011.
[4] M. R. Iravani, X. Wang, I. Polischchuk, J. Riebeiro, and A. Sarshar, “Digital time-domain investigation of transient behavior of coupling capacitor voltage transformer,” IEEE Trans. Power Del., vol. 13, no. 2, pp. 622–629, ‌Apr. 1998.
[5] داوود رضایی، اسکندر قلی­پور، رحمت­الله هوشمند، «­استفاده بهینه از ظرفیت بهساز یکپارچه کیفیت توان به­منظور جبران­سازی همزمان توان راکتیو بار و اعوجاجات ولتاژ»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 45، شماره 3، صفحات 46-35، 1394.
[6] علیرضا حسنی اصل، مهدی معلم، محمد کیوان­فرد، «­بهبود عملکرد فیلترهای هارمونیکی جبران­کننده استاتیکی توان راکتیو برای کوره­های قوس الکتریکی با آنالیز حساسیت و استفاده از نتایج عملی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 46، شماره 1، صفحات 86-75، 1395.
[7] S. Shahabi, A. Gholami, M. Mirzaei, “Investigation of performance of ferroresonance suppressing circuits in coupling capacitor voltage transformers,‌”­ IEEE China Conference, Industrial Electronics and Applications, May. 2009‌.
[8] M. Graovac, R. Iravani, X. Wang, and R. D. McTaggart, “Fast ferroresonance suppression of coupling capacitor voltage transformers,” IEEE Trans. Power Del., vol. 18, no. 1, pp. 158-163, Jan. 2003.
[9] Bakar, A. H. A., Lim, C. H., & Mekhilef. S­, “‌Investigation of Transient Performance of Capacitor Voltage Transformer,‌” IEEE Power and Energy Conference, Putra Jaya, Malaysia, Apr. 2007.
[10] Ab Halim Abu Bakar, Shakil Ahamed Khan, Tan Chia Kwang, Nasrudin Abd. Rahim, “A review of ferroresonance in capacitive voltage transformer,” IEEJ Trans. Electrical and Electronic Engineering, pp. 28–35, 2015.
[11] M. Sanaye-Pasand, A. Rezaei-Zare, H. Mohseni, Sh. Farhangi,and R. Iravani, “Comparison of Performance of Various Ferroresonance Suppressing Methods in Inductive and Capacitive Voltage Transformers” IEEE Power India Conference, Jan. 2006.
[12] F. Badrkhani Ajaei, M. Sanaye-Pasand, A. Rezaei-Zare, and R. Iravani,“Analysis and suppression of the coupling capacitor voltage transformer ferroresonance phenomenon,” IEEE Trans. Power Del., vol. 24, no. 4, pp. 1968–1977, Oct. 2009.
[13] J. Sakamuri‌, D. John Yesuraj, “Modeling and simulation of capacitor voltage transformer transients using pscad/emtdc,” IEEE Trondheim Power Tech, pp. 1-8, 2011.
[14] Shakil Ahamed Khan, A.H.A. Bakar‌, “Analysis of Ferroresonance Suppression and Transient Response Performances for Various Ferroresonance Suppression Circuits in Capacitive Voltage Transformers,­”‌ IET International Conference, Nov. 2014.
[15] M. Davarpanah, M. Sanaye-Pasand, and F. B. Ajaei, “CVT failure due to improper design of auxiliary voltage transformers,” IEEE Trans.Power Del., vol. 27, no. 1, pp. 391–400, Jan. 2012.
[16] Instrument Transformers-Part 5: Capacitor Voltage Transformers, IEC Standard 60044-5, 2004.
[17] M.Kezunovic, L. J. Kojovic, V. Skendzic, C. W. Fromen, D. R. Sevcik, and S. L. Nilsson, “Digital models of coupling capacitor voltage transformers for protective relay transient studies,” IEEE Trans. Power Del., vol. 7, no. 4, pp. 1927–1935, Oct. 1992.
[18] D. Hou and J. Roberts, “Capacitive voltage transformers: Transient overreach concerns and solutions for distance relaying,” presented at the Canadian Conf. Electrical and Computer Engineering, Calgary, May 26–29, 1996.
[19] M. S. Sachdev and M. A. Barlbeau, “A new algorithm for digital impedance relays,” IEEE Trans. Power App. Syst., vol. PAS-98, no. 6, pp. 2233–2240, Nov./Dec. 1979.
[20] H. J. Vermeulen, L. R. Dann, and J. V. Rooijen, “Equivalent circuit modelling of a capacitive voltage transformer for power system harmonic frequencies,” IEEE Trans. Power Del., vol. 10, no. 4, pp. 1743–1749, Oct. 1995.
[21] D. F. Fernandes, Jr, W. L. A. Neves, and J. C. A. Vasconcelos, “Coupling capacitor voltage transformer: A model for electromagnetic transient studies,” Elect. Power Syst. Res., vol. 77, pp. 125–134, 2007.
[22] I. Sule, U. O. Aliyu, “Simulation model for assessing transient performance of capacitive voltage transformers,‌” presented at the IEEE Power Eng. Soc. Gen. Meeting, Montreal, QC, Canada, 2006.
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز
دوره 49، شماره 1 - شماره پیاپی 87
اردیبهشت 1398
صفحه 439-450

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار