بخشی از مقاله
چکیده:
در این این مقاله، یک روش مبتنی بر تکنیک حداقل مربعات برای حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت ارائه شدهاست. جریان هجومی یک پدیده گذرا است که در زمان راهاندازی ترانسفورماتور روی میدهد. اندازه این جریان هجومی میتواند دامنهای حدود 10 برابر جریان نامی ترانسفورماتور داشته باشد. این دامنهی بسیار بزرگ باعث میشود که تمایز بین این جریان از خطای داخلی ترانسفورماتور بسیار دشوار شود.
با توجه به این نکته نیاز است تا یک تکنیک مناسب اتخاذ شود تا بین این دو نوع جریان تشخیص داده شود. علی رغم وجود روش های متنوع تشخیص جریان هجومی از جریان خطا، همچنان در این زمینه با محدودیتهایی روبرو هستیم. بعضی از این محدودیتها شامل سرعت تشخیص پایین، بار محاسباتی بالا، اشباع CT، آلودگی هارمونیکی، وابستگی به پارامترهای ترانسفورماتور و حدود آستانه ی متفاوت برای سیستم های گوناگون می باشند.
بنابراین همچنان پیدا کردن روشی قابل اعتماد، سریع و قابل اجرا برای تشخیص جریان هجومی از جریان خطا ضروری می باشد و به عنوان یک مساله شناخته میشود. به این منظور در این پژوهش، با استفاده از تکینک حداقل مربعات و برازش یک منحنی سینوسی یک روش برای تشخیص جریان هجومی از خطای داخلی ترانسفورماتور با در نظر گرفتن اثر اشباع CT ارائه شده و نتایج شبیهسازی عملکرد مناسب روش ارائه شده را نشان میدهد.
.1 مقدمه
ترانسفورماتورهای قدرت از مهمترین عناصر تشکیلدهندهی سیستمهای قدرت هستند. در صورتی که خطایی بر روی سیمپیچهای ترانسفرماتور قدرت روی دهد و توسط سیستم حفاظتی قطع نشود، ترانسفورماتور آسیب میبیند. در این حالت باید ترانسفورماتور را تعمیر کرد. تعیر امری پرهزینه و زمانبر است و از طول عمر ترانسفورماتور نیز میکاهد. جریان هجومی یکی از عواملی است که سیستم حفاظت ترانسفورماتور را دچار اختلال میکند. مهمترین نوع حفاظت در ترانسفورماتورهای قدرت، حفاظت دیفرانسیل میباشد
عملکرد درست و پایدار ترانسفورماتور قدرت در پایداری سیستم قدرت و ادوات متصل به آن ترانسفورماتور نقش بسزایی دارد. هرگونه خطایی در ترانسفورماتور قدرت، سیستم قدرت متصل به آن را تحت تاثیر قرار میدهد. بنابراین تشخیص صحیح خطا و قطع سریع ترانسفورماتور قدرت آسیب دیده از بقیه سیستم قدرت، برای کاهش خسارات ناشی از جریانهای شدید خطا وجلوگیری از ناپایداری سیستم قدرت دارای اهمیت است
رلههای دیفرانسیل از حفاظت های مهم و اولیه ترانسفورماتور قدرت محسوب میشوند. عملکرد حفاظت دیفرانسیل بر این حقیقت استوار است که وقوع هر گونه خطا در داخل تجهیزات باعث ایجاد اختلاف بین جریان ورودی با جریان خروجی در آن تجهیز گردد. بنابراین میتوان به وسیله مقایسه جریان ورودی و خروجی هم از نظر اندازه، هم از نظر زاویه و یا هر دو آنها، چنانچه تفاضل از یک مقدرا پیش تعیین شده بیشتر باشد، فرمان قطع را صادر نمود. عملکرد نادرست رله دیفرانسیل ناشی از جریان هجومی ترانسفورمر قدرت که از جمله عوامل مهم وشایع اشتباه عملکرد رله دیفرانسیل میباشد.
به طور کلی هر گونه تغییر ناگهانی در ولتاژ ترمینال ترانسفورمرهای قدرت به ایجاد جریانهای گذرا در ترانسفورمر قدرت منجر میشود یا به عبارتی دیگر هرگاه در یک ترانسفورمر پلاریته و فلوی پسماند به ترتیب موافق با پلاریته و دامنه ولتاژ لحظهای ایدهآل فلو حالت مانا نباشد جریان هجومی رخ میدهد. درمیان انواع جریان هجومی، جریانهای ناشی از کلیدزنی ترانسفورمرهای قدرت دارای اهمیت بوده، بیشترین دامنه جریان را دارا است. از آنجا که بروز جریان هجومی باعث ایجاد جریان تفاضلی با دامنه زیاد در رله دیفرانسیل میشود، این امر عملکرد نادرست رله را به دنبال دارد
ارزش مالی بالای ترانسفورماتور و اهمیت آن در شبکههای قدرت منجر به توسعه روشهای حفاظتی و ارایه راهکارهایی جهت جلوگیری از آسیب دیدگی ترانسفورماتورها شده است حفاظت از تراسفورماتورهای قدرت یکی از مسائل چالش برانگیز در رلههای حفاظتی است. حفاظت ترانسفورماتورها باید سریع و دقیق باشد
برای حل این مشکل معمولا از مولفه هارمونیک دوم موجود در جریان هجومی استفاده می شود تا بتوان جریان هجومی را از جریان اتصال کوتاه داخلی تشخیص داد. اما امروزه به خاطر بهبود ترانس ها این جریان هارمونیک دوم در سوئیچ زنی کاهش پیدا کرده و گاهی خطاهای با مقدار هارمونیک بالا داریم که این روش را دچار مشکل میکند
روشهای زیادی برای تشخیص جریان هجومی از جریان خطای داخلی ترانسفورماتور، در رله دیفرانسیل بیان شده است. با توجه به اینکه این روشها از کدام سیگنال، پارامتر خاص مدار معادل و یا تکنیک پردازش سیگنال استفاده میکنند. آنها را در گروههای زیر میتوان دستهبندی کرد.
-1 روشهای که تنها از سیگنال جریان استفاده میکنند
-2 روشهای مبتنی بر ولتاژ القایی
-3 روشهای مبتنی بر سیگنال شار
-4 با استفاده از تبدیل مودال سیگنال جریان و ولتاژ
-5 روش توان تفاضلی
-6 روشهای مبتنی بر اندوکتانس نشتی
-7 روشهای ریخت شناسی ریاضی
-8 روشهای مبتنی بر شبکه عصبی
-9 روشهای مبتنی بر تبدیل ویولت
-10 با استفاده از منطق فازی
در این مقاله بر اساس تکنیک حداقل مربعات و برازش منحنی سینوسی یک روش برای تشخیص خطای داخلی ترانسفورماتورهای قدرت از جریان هجومی آن ارائه شدهاست. علاوه بر قسمت اول که مفاهیم اصلی در آن گنجانده شدهاست.
