بخشی از مقاله

چکیده

با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از وسایل الکترونیکی، تجهیزات کامپیوتری در مراکز صنعتی، تجاری، مسکونی و بیمارستانی روزبه روز گسترده تر و بیشتر شده است که این سیستمها به اغتشاشات ولتاژ و اضافه جریانها بخصوص در هنگام رخداد خطا بسیار حساس بوده و اگر اغتشاشات ولتاژ بیشتر از آستانه تحمل آنها باشد، میتواند سبب آسیبهای جدی اقتصادی و فنی شود. همچنین این سیستمهای قدرت مدرن با دو چالش اصلی یعنی؛ نوسانات ولتاژ و خطاهای اتصال کوتاه روبهرو هستند و باعث افزایش نگرانیها برای امنیت شبکه الکتریکی و پایداری آن میشود که باید تمهیداتی برای آن اندیشیده شود.

بنابراین راههای پیشگیری از این مشکلات و راههای حل این مشکلات بسیار مد نظر محققان و دانشمندان قرار گرفته است و بعنوان یکی از افقهای توسعه و زمینههای مطالعه پا برجا هستند و نیاز و ضرورت به انجام تحقیق در این زمینهها بسیار احساس میشود. سیستم پیشنهادی که ترکیب دو تجهیز FCL و DVR در یک تجهیز میباشد ارایه گردید. در حقیقت FCL-DVR ترکیب DVR برای جبران فلش ولتاژ - voltage sag - و FCL برای محدود کردن جریان خطا میباشد.

مقدمه

سیستمهای قدرت مدرن با دو چالش اصلی یعنی؛ نوسانات ولتاژ و خطاهای اتصال کوتاه باید روبرو شوند و همچنین با استفاده گسترده از بارهای غیرخطی، شبکه بوسیله نوسانات ولتاژ، نامتعادلی ولتاژ و دیگر مشکلات کیفیت توان، صدمه میبیند. در همین میان، خیلی از بارهای الکتریکی نیز نسبت به اختلالات حساستر میشوند. با افزایش روز افزون انرژیهای تجدید پذیر و تکثیر آنها در شبکههای الکتریکی این مشکلات کیفیت توان تشدید پیدا کرده است. علاوهبراینها، خطاهای اتصال کوتاه بعنوان یکی از رایجترین خطاها در شبکه وجود دارد و باعث افزایش نگرانیها برای امنیت شبکه الکتریکی و پایداری آن میشود.

بنابراین راههای پیشگیری از این مشکلات و راههای حل این مشکلات بسیار مد نظر محققان و دانشمندان است و بعنوان یکی از افقهای توسعه و زمینههای مطالعه پا برجا هستند و نیاز و ضرورت به انجام تحقیق در این زمینهها بسیار احساس می-شود. با درک اهمیت و ضرورت انجام تحقیق در این زمینه، این مقاله به مطالعه در زمینه محدود ساز جریان خطا و بازیابی دینامیکی ولتاژ خواهد پرداخت.

-2 مفهوم محدود ساز جریان خطا و بازیابی دینامیکی

خطای اتصال کوتاه همچنان رایجترین خطا در شبکه میباشد که مخاطرات زیادی را برای امنیت و پایداری شبکه بوجود می-آورد که یک راهکار برای بهبود شرایط سیستم تحت خطای اتصال کوتاه استفاده از محدود کنندههای خطای اتصال کوتاه - FCL - Fault current limiter میباشد همانطور که از نام FCL پیداست؛ برای محدود کردن سطح جریان خطای اتصال کوتاه در شبکه مورد استفاده قرار میگیرد.

زمانی که خطای اتصال کوتاه رخ میدهد FCL، یک امپدانس سری بزرگ در حلقه توان قرار میدهد و بطور چشمگیری سطح خطای اتصال کوتاه را پایین میآورد. از طرف دیگر، یک بازیاب دینامیکی ولتاژ - DVR - Dynamic voltage restorer برای جبرانسازی نوسانات ولتاژ شبکه مورد استفاده قرار میگیرد .در اکثر سیستمهای قدرت این ویژگی که محدود ساز خطای اتصال کوتاه و بازیاب دینامیکی ولتاژ توسط یک تجهیز الکترونیک قدرت در سیستم استفاده شود میتواند یک مزیت بزرگ باشد

-2-1 محدود ساز جریان خطا FCL

محدود ساز جریان خطا بلافاصله بعد از وقوع خطا در مدار قرار میگیرد و توانایی دارد تا تمام جریانهای اضافی را که بزرگتر از جریان شبکه باشند با زمان پاسخگویی حداکثر نیم سیکل محدود کند. محدود کنندههای جریان خطا در دهههای اخیر، عناصر سری با تجهیزات شبکه هستند.

-2-2 بازیاب دینامیکی ولتاژ - DVR -

یکی از موثرترین و مدرنترین تجهیزات میباشد که به صورت سری با شبکه قرار میگیرد و با تزریق یک ولتاژ مناسب، میتواند Custom Power بارهای حساس را در برابر مشکلات ولتاژی شبکه حفاظت نماید

-3استراتژی های کنترلی DVR-FCL

در این حالت DVR و FCL به طور مستقل، کار خود را انجام میدهند. در حالت عملکرد نرمال شبکه این سیستم تأثیری در عملکرد شبکه ندارد، ولی هنگام بروز اتصال کوتاه در فیدر مجهز به محدودکننده، لینک محدودکننده جریان خطا را بدون تأخیر محدود میکند. ولی با افزایش جریان عبوری از ابررسانا، انرژی ذخیره شده افزایش مییابد و متناسب با این افزایش، جریان اتصال کوتاه عبوری از خط به تدریج افزایش مییابد و همچنین ولتاژ بار در فیدر مجهز به DVR دچار افت میشود. در این زمان با کنترل سویچینگ کلید Td، رگولاتور جریان به عنوان یک مقاومت کنترل شده عمل میکند و با جذب انرژی ابررسانا ولتاژ ثابتی را برای خازن لینک DC فراهم میکند. سپس ولتاژ DC خازن توسط اینورتر به ولتاژ متناوب برای جبران-سازی ولتاژ بار در فیدر مجهز به DVR به مقدار قبل از خطا تبدیل میشود.

شکل - : - 1 کنترل خطا بوسیله FCL

در شکل - 1 - ترانسفورماتور با امپدانس پایین برای تغذیه اس بار مورد استفاده قرار گرفته است، در حالت عادی FCL روی مدار اثر ندارد. در هنگام رخداد یک خطا، محدود کننده جریان خطا یک امپدانس 0,2 پریونیت - Z=20% - ایجاد میکند و جریان خطا از 37000 A به 7400 A کاهش پیدا میکند. محدود کنندههای جریان خطا میتوانند در مناطق مختلف سیستم قرار گیرند

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید