تشخیص خطای تک فاز به زمین استاتور در ژنراتورهای ولتاژ باالی کابلی ) powerformer

Σχετικά έγγραφα
طرح حفاظتی جدید برای تشخیص و تفکیک خطاهای تک فاز به زمین داخلی و خارجی در ژنراتورهای ولتاژ باالی کابلی ) powerformer (

روش محاسبه ی توان منابع جریان و منابع ولتاژ

آزمایش 8: تقویت کننده عملیاتی 2

تصاویر استریوگرافی.

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی

مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل

آزمایش 1: پاسخ فرکانسی تقویتکننده امیتر مشترك

بسم اهلل الرحمن الرحیم آزمایشگاه فیزیک )2( shimiomd

مدار معادل تونن و نورتن

آزمایش ۱ اندازه گیری مقاومت سیم پیچ های ترانسفورماتور تک فاز

تئوری جامع ماشین بخش سوم جهت سادگی بحث یک ماشین سنکرون دو قطبی از نوع قطب برجسته مطالعه میشود.

ﯽﺳﻮﻃ ﺮﯿﺼﻧ ﻪﺟاﻮﺧ ﯽﺘﻌﻨﺻ هﺎﮕﺸﻧاد

تحلیل مدار به روش جریان حلقه

مقدمه الف) مبدلهای AC/DC ب) مبدلهای DC/AC ج) مبدلهای AC/AC د) چاپرها. (Rectifiers) (Inverters) (Converters) (Choppers) Version 1.0

بررسی عملکرد کاذب رله دیفرانسیل ژنراتور نیروگاه پتروشیمی فجر

آزمون مقایسه میانگین های دو جامعه )نمونه های بزرگ(

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

طرح یافتن مکان خطا در خطوط انتقال چندترمینالی با استفاده از اندازه گیریهای ناهمگام )آسنکرون(

شاخصهای پراکندگی دامنهی تغییرات:

همبستگی و رگرسیون در این مبحث هدف بررسی وجود یک رابطه بین دو یا چند متغیر می باشد لذا هدف اصلی این است که آیا بین

بسم هللا الرحمن الرحیم

حفاظت مقایسه فاز خطوط انتقال جبرانشده سري.

مثال( مساله الپالس در ناحیه داده شده را حل کنید. u(x,0)=f(x) f(x) حل: به کمک جداسازی متغیرها: ثابت = k. u(x,y)=x(x)y(y) X"Y=-XY" X" X" kx = 0

بررسی پایداری نیروگاه بادی در بازه های متفاوت زمانی وقوع خطا

فصل سوم جریان های الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم جریان الکتریکی

مکانيک جامدات ارائه و تحليل روش مناسب جهت افزایش استحکام اتصاالت چسبي در حالت حجم چسب یکسان

طراحی و تعیین استراتژی بهره برداری از سیستم ترکیبی توربین بادی-فتوولتاییک بر مبنای کنترل اولیه و ثانویه به منظور بهبود مشخصههای پایداری ریزشبکه

Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES)

تلفات خط انتقال ابررسی یک شبکة قدرت با 2 به شبکة شکل زیر توجه کنید. ژنراتور فرضیات شبکه: میباشد. تلفات خط انتقال با مربع توان انتقالی متناسب

موتورهای تکفاز ساختمان موتورهای تک فاز دوخازنی را توضیح دهد. منحنی مشخصه گشتاور سرعت موتور تک فاز با خازن راه انداز را تشریح کند.

تخمین با معیار مربع خطا: حالت صفر: X: مکان هواپیما بدون مشاهده X را تخمین بزنیم. بهترین تخمین مقداری است که متوسط مربع خطا مینیمم باشد:

1. یک مولد 5000 هرتز می توان بصورت نیروی محرکه الکتریکی ثابت با مقدار 200 ولت مؤثر باا امدادان

تاثیر مدهاي کاري جبرانساز خازن سري در خطوط انتقال بر عملکرد رلهدیستانس

Continuos 8 V DC Intermittent 10A for 10 Sec ±% % / c. AVR Responsez 20 ms

اراي ه روشی جدید جهت تشخیص فاز خطا در خطوط جبرانشده با STATCOM

جلسه ی ۱۰: الگوریتم مرتب سازی سریع

فهرست مطالب جزوه ی فصل اول مدارهای الکتریکی مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل تحلیل مدار به روش جریان حلقه... 22

تمرینات درس ریاض عموم ٢. r(t) = (a cos t, b sin t), ٠ t ٢π. cos ٢ t sin tdt = ka۴. x = ١ ka ۴. m ٣ = ٢a. κds باشد. حاصل x٢

مسائل. 2 = (20)2 (1.96) 2 (5) 2 = 61.5 بنابراین اندازه ی نمونه الزم باید حداقل 62=n باشد.

ﻞﻜﺷ V لﺎﺼﺗا ﺎﻳ زﺎﺑ ﺚﻠﺜﻣ لﺎﺼﺗا هﺎﮕﺸﻧاد نﺎﺷﺎﻛ / دﻮﺷ

سپس بردار بردار حاال ابتدای بردار U 1 ولتاژ ورودی است.

قاعده زنجیره ای برای مشتقات جزي ی (حالت اول) :

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

هدف از این آزمایش آشنایی با رفتار فرکانسی مدارهاي مرتبه اول نحوه تأثیر مقادیر عناصر در این رفتار مشاهده پاسخ دامنه

بدست میآيد وصل شدهاست. سیمپیچ ثانويه با N 2 دور تا زمانی که کلید

طراحی وبهینه سازی رگوالتورهای ولتاژ با افت کم) LDO (

عنوان فهرست مطالب صفحه فصل اول : ترانسفورماتور مقدمه اصول پایه اتوترانسفورماتور ساختمان ترانسفورماتور

Spacecraft thermal control handbook. Space mission analysis and design. Cubesat, Thermal control system

یونیزاسیون اشعهX مقدار مو ثر یونی را = تعریف میکنیم و ظرفیت مو ثر یونی نسبت مقدار مو ثر یونی به زمان تابش هدف آزمایش: مقدمه:

دانشکده ی علوم ریاضی جلسه ی ۵: چند مثال

تعیین محل قرار گیری رله ها در شبکه های سلولی چندگانه تقسیم کد

آموزش SPSS مقدماتی و پیشرفته مدیریت آمار و فناوری اطالعات -

سايت ويژه رياضيات درسنامه ها و جزوه هاي دروس رياضيات

فهرست جزوه ی فصل دوم مدارهای الکتریکی ( بردارها(

فصل دهم: همبستگی و رگرسیون

هندسه تحلیلی بردارها در فضای R

چکیده مقدمه کلید واژه ها:

سپیده محمدی مهدی دولتشاهی گروه الکترونیک موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی استان اصفهان استاد یار دانشکده مهندسی برق دانشگاه آزاد اسالمی واحد نجف آباد

تمرین اول درس کامپایلر

معادلهی مشخصه(کمکی) آن است. در اینجا سه وضعیت متفاوت برای ریشههای معادله مشخصه رخ میدهد:

ترانسفورماتور مولف : جواد خشت زر قابل استفاده برای هنرجویان دانشجویان مدرسان و مهندسان رشته برق

جلسه دوم سوم چهارم: مقدمه اي بر نظریه میدان

اصول انتخاب موتور با مفاهیم بسیار ساده شروع و با نکات کاربردی به پایان می رسد که این خود به درک و همراهی خواننده کمک بسیاری می کند.

فصل پنجم : سینکروها جاوید سید رنجبر میالد سیفی علی آسگون

فعالیت = ) ( )10 6 ( 8 = )-4( 3 * )-5( 3 = ) ( ) ( )-36( = m n m+ m n. m m m. m n mn

Power Systems & Protection Lab

بررسی پاسخ گذرا در ترانسفورماتور با طراحی سیمپیچی از نوع عایق کابل (Dry former) XLPE

سیمای فصل هشتم 2-8 باردار کردن )شارژ( خازن 4-8 ظرفیت خازن 5-8 ظرفیت خازن تخت

باسمه تعالی مادی و معنوی این اثر متعلق به دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی میباشد.

فهرست مطالب جزوه ی الکترونیک 1 فصل اول مدار الکتریکی و نقشه ی فنی... 2 خواص مدارات سری... 3 خواص مدارات موازی...

جریان نامی...

- - - کارکرد نادرست کنتور ها صدور اشتباه قبض برق روشنایی معابر با توجه به در دسترس نبودن آمار و اطلاعات دقیق و مناسبی از تلفات غیر تاسیساتی و همچنین ب

جلسه 3 ابتدا نکته اي در مورد عمل توابع بر روي ماتریس ها گفته می شود و در ادامه ي این جلسه اصول مکانیک کوانتمی بیان. d 1. i=0. i=0. λ 2 i v i v i.


جلسه ی ۲۴: ماشین تورینگ

زمین شناسی ساختاری.فصل پنجم.محاسبه ضخامت و عمق الیه

هﺪﻧﻮﺷاﺮﯿﻣ DC ﻪﻔﻟﻮﻣ فﺬﺣ ﺎﺑ ژﺎﺘﻟو ﺶﻫﺎﮐ ﻊﺒﻨﻣ عﻮﻧ و ﯽﺒﺴﻧ ﻞﺤﻣ ﺺﯿﺨﺸﺗ

فصل دوم شناخت قطعات الکتریکی و کار با آن ها هدف کلی: انواع مقاومت ها و کاربرد آن ها در مدارهای الکتریکی شرح دهد. به طور عملی اندازه بگیرد.

Beta Coefficient نویسنده : محمد حق وردی

جلسه ی ۵: حل روابط بازگشتی

فصل سوم : عناصر سوئیچ

دانشگاه صنعتی کرمانشاه آموزش نرم افزار SIMPOWER MATLAB. SimPowerSystems MATLAB آموزش مقدماتی دانشگاه صنعتی کرمانشاه دکتر وحید عباسی

هو الحق دانشکده ي مهندسی کامپیوتر جلسه هفتم

کنترل فرکانس- بار سیستم قدرت چند ناحیه شامل نیروگاههای حرارتی بادی و آبی

راهنمای کاربری موتور بنزینی )سیکل اتو(

دستور کار آزمایشگاه عایق و فشار قوی

فصل دوم شناخت قطعات الکتریکی و کار با آن ها هدف کلی: انواع مقاومت ها و کاربرد آن ها در مدارهای الکتریکی شرح دهد. به طور عملی اندازه بگیرد.

آشنایی با پدیده ماره (moiré)

الکتریسیته ساکن مدرس:مسعود رهنمون سال تحصیلى 95-96

جلسه 12 به صورت دنباله اي از,0 1 نمایش داده شده اند در حین محاسبه ممکن است با خطا مواجه شده و یکی از بیت هاي آن. p 1

الکترونیکی: پست پورمظفری

جلسه ی ۴: تحلیل مجانبی الگوریتم ها

بررسی خرابی در سازه ها با استفاده از نمودارهاي تابع پاسخ فرکانس مجتبی خمسه

1 دایره فصل او ل کاربردهای بسیاری داشته است. یک قضیۀ بنیادی در هندسه موسوم با محیط ثابت دایره دارای بیشترین مساحت است. این موضوع در طراحی

به نام خدا. الف( توضیح دهید چرا از این تکنیک استفاده میشود چرا تحلیل را روی کل سیگنال x[n] انجام نمیدهیم

ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی

Answers to Problem Set 5

جلسه 9 1 مدل جعبه-سیاه یا جستاري. 2 الگوریتم جستجوي Grover 1.2 مسا له 2.2 مقدمات محاسبات کوانتمی (22671) ترم بهار

فصل چهارم تعیین موقعیت و امتدادهای مبنا

هدف از این آزمایش آشنایی با برخی قضایاي ساده و در عین حال مهم مدار از قبیل قانون اهم جمع آثار مدار تونن و نورتن

Transcript:

2 2 1 حسن براتی علی بچاری صالح 1 گروه برق واحد اهواز دانشگاه آزاد اسالمی اهواز ایران ali_bacharisaleh@yahoo.com استادیار گروه برق دانشگاه آزاد اسالمی واحد دزفول دزفول ایران barati216@gmail.com ( تشخیص خطای تک فاز به زمین استاتور در ژنراتورهای ولتاژ باالی کابلی ) powerformer چکیده - پاورفورمرها نسل جدیدی از ژنراتورهای AC هستند که از تلفیق ماشینهای الکتریکی و کابلهای قدرت ساخته شده اند که نسبت به ژنراتورهای معمولی دارای برتریهای زیادی هستند و قادرند تا ولتاژ 44 کیلو ولت را تولید کنند..از آنجا که متداولترین خطا در مولدها خطای اتصال زمین است مطالعات فراوانی در زمینه انجام شده است اما روشی مبتنی بر محاسبه جریان های نشتی بسیار ساده بوده و قادر است مولد سالم را از مولد خطا دار تشخیص دهد که در این پروژه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان میدهد این روش قادر است خطا را حتی اگر با مقاومت ده کیلو اهم زمین شده باشند تشخیص دهد. كليد واژه- ژنراتورهای کابلی جريان نشتی حفاظت خطای تکفاز به زمين استاتور مدار توالی صفر 1- مقدمه تلفیق فناوری ماشینهای الکتریکی و کابلهای قدرت در سال های پایانی قرن بیستم منجر به پیدایش نوع جدیدی از این ماشینها با قابلیت های منحصر به فردی شد. در سال 1991 اولین نمونه از ژنراتورهای کابلی با نام تجاری Powerformer توسط کمپانی ABB ساخته شد [1]. مزیت اصلی ژنراتورهای کابلی نسبت به ژنراتورهای معمولی در سطح ولتاژ پایانه ای آن میباشد. این ژنراتورها قادر به تولید توان در سطح ولتاژ شبکه قدرت هستند و این به منزله حذف ترانسفورماتور افزاینده از ساختار نیروگاه ها است. مزایای ژنراتورهای کابلی به حدی است که از این پس استفاده از انها بعنوان گزینه های قابل تامل در ساخت واحدهای جدید و احیای واحدهای فرسوده باید مورد توجه قرار گیرد.در این مقاله ضمن بررسی اجمالی ساختار و برشماری مزایا و معایب ژنراتورهای کابلی پتانسیل بکارگیری از آنها در شبکه برق ایران مورد بررسی قرار گرفته است [2]. متدی بر اساس جهت جریان برق توالی صفر در [3] مطرح شده است و میتواند %111 پوشش از عیب یابی برای سیم پیچ های استاتور پاورفرمر را فراهم آورد. اما تساوی ظرفیت خازنی در سیم پیچ پاورفرمر توسط خازن با %1 در ترمینال فاز و %1 در نقطه ی خنثی ارائه شده است.این فرضیه برای مواردی مناسب است که خازن که بطور مساوی توزیع شده است مانند سیم انتقال و سیمپیچ ژنراتور متداول. با این حال این امر به خطاهایی برای آنالیز سیم پیچ استاتور پاورفرمر منجر خواهد شد [4]. که درواقع خازن سیم پیچ همراه با سیمپیچ استاتور بهطور مساوی در آن توزیع نشده است. در ویژهگیهای خطا برای پاورفرمر تا حدی متفاوت از ویژهگی خطا ژنراتورهای سنتی میباشد متفاوتی برای ژنراتور رایج طراحی شده است. امروز طرحهای تشخیص زمین مشخص است که حفاظت 87G در حفاظت ژنراتور مناسب برای خطای فاز به فاز است. گاها حفاظت 87 GN برای برخی از خطاهای زمین ( تک فاز به زمین ) استاتور یک ژنراتور استفاده میگردد وابسته به این که ژنراتور چگونه زمین شده است. دو نوع شیوه زمین کردن امروزه برای ژنراتور های است. اتصال به زمين پر تنش ( با مقاومت کم ) اتصال به زمين با مقاومت باال متوازی رایج برای شیوه اتصال به زمین پر تنش سطح جریان خطای زمین ( سطح اتصال کوتاه ) موجود باالست. بنابراین حفاظت اغلب قادر است تا حفاظت کاملی از سیم پیچ فاز استاتور را برای بیشتر خطاهای زمین ایجاد کند اما تشخیص خطاهای زمین شدن با مقاومت باال یا خطاهای نزدیک به بیرون ژنراتور را نمیتواند تشخیص دهد در حالت اتصال به زمین با مقاومت باال جریان خطای زمین به سطوح بسیار پایین محدود است که حفاظت نمی تواند خطای فاز به زمین را تشخیص دهد. 1

شکل 1. مدل سیستم 2- اصول حفاظت در طرح ارایه شده بنابراین این کار ( شیوه ارائه شده در مقاله ) روشی است برای حفاظت زمین حساس در ژنراتورها. یک حفاظت ساده ولتاژ زیاد 59G طراحی شده است تا به فرکانس نامی ولتاژ توالی صفر حساس باشد و نسبت به ولتاژ های هارمونیک سوم و باالتر غیر حساس باشد. این حفاظت میتواند خطاهای تک فاز به زمین را در درصد کمی تا انتهای سیم پیچ تشخیص دهد. در کل رله برای شناسایی خطاها در نقطه صفر یا نزدیک به آن مناسب نیست. وقتی که خطای تک فاز به زمین در استاتور یک مولد رخ میدهد هر ژنراتوری که با مولد دارای خطا موازی باشد همان ولتاژ را خواهد داشت در طرحهای قبلی که از فرکانس نامی توالی صفر استفاده میکنند سیگنال های ولتاژ هارمونیک سوم نمی توانند شناسایی کنند که کدام مولد دارای خطاست.در طرح تزریق ولتاژهای زیر هارمونیک جریان از طریق خازنهای سیم پیچ استاتور به زمین وقتی که خطای فاز به زمین رخ میدهد خازنها اتصال کوتاه شده و فراوانی جریان ها افزایش مییابد. این تغییرات جریانی توسط رله احساس میشود با این حال این طرح معایب برخی از دستگاه های ولتاژ باالی اضافی را نشان میدهد و عیب دیگر آنکه نمی توان حفاظت خطای زمین انتخابی را برای ژنراتور ها کسب کرد در پاورفورمر وقتی یک فاز زمین میشود همه پاورفورمرهایی که با پاورفورمر خطادار موازی هستند دارای افت ولتاژ یکسان در فاز زمین شده میباشند.یک راه حل و راه کار قابل اعتماد برای حفاظت ازخطای استاتور تک فاز به زمین برای پاورفرمر همراه با قابلیت انتخاب هنوز یافت نشده است.یعنی حفاظتی که عالوه بر تشخیص خطا مولد خطادار را نیز تعیین کند. در این اینجا یک طرح برجستهی محافظت از خطای استاتور تک فاز اتصال به زمین بر اساس جهت جریانهای نشتی خطای توضیح داده شده است. در ادامه مدل خطای استاتور تک فاز به زمین از پاورفرمر به منظور آنالیز خطا برقرار میشودو ویژهگی این خطای آنالیز میشود و معیاری برای آنها مطرح میشود. سرانجام آزمون های شبیه سازی گسترده برای تصدیق طرح پیشنهاد شده انجام میشوند. شکل 1. یک سیمکشی که ژنراتورها همراه با مقاومت باال مستقیما به باس سیستم بدون هیچ میشود. ترانس افزاینده ایی وصل زمانیکه خطای یک استاتور تک فازاتصال به زمین روی میدهد میتوان فرض نمود که ولتاژ توالی صفر U به نقطهی اضافه میشوند. خطای ولتاژ توالی صفر را میتوان از ولتاژ ترانس اتصال به شین اصلی بدست آورد. تحت شرایط عادی ولتاژ اساسی توالی صفر به علت بارهای نامتعادل سیستم پیکاپ رله اضافه ممکن است برابر با صفر نباشد. پس ولتاژ باید فوق ولتاژ اساسی توالی صفر نرمال تنظیم شود. برای حذف در خالل عملیات نرمال مولفه ی خطای ولتاژ توالی صفر ΔU از جمله ولتاژ اساسی و ΔU 1 ولتاژ هارمونیک سوم ΔU 3 توسط اختالف و تفاوت ولتاژ توالی صفر در طول شرایط عادی و در طول خطای اتصال به زمین در سیم پیچ استاتور ژنراتور تغذیه میشود که میتوان آن را از معادالت زیر محاسبه نمود: ΔI =I (n) I.(n-t) (1) n زمان نمونه در رله دیجیتال است T دوره ی تناوب سیستم است ms( 2 زمانیکه فرکانس سیستم 5Hz میباشد(. ΔU جریان نشتی ΔI را ( تفاوت بین مولفه ی خطای جریانهای توالی صفر در نقطه ی خنثی پاورفرمر و ترمینال هایش( به توجه به خازن سیم پیچ استاتور ژنراتور به زمین تولید میکند از جمله مولفهی اساسی جریان توالی صفر مولد k ما ΔI و مولفهی هارمونیک سوم جریان توالی صفر مولد k ما همچنین جهت مثبت ΔI از شین اصلی به تعریف میگردد[ ]. ΔI 3 است و سمت پاورفرمر 2

و 2 اولین کنفرانس ملی مهندسی برق دانشگاه آزاد اسالمی واحد لنگرود 3- وقوع خطا زمانیکه یک خطای تکفاز به زمین در پاورفرمر 1 روی میدهد مدار معادل مولفهی خطای توالی صفر را میتوان در شکل 2 نشان داد. C g1 C g2 C gj بهترتیب معادل توالی صفر خازن توزیع شده ی پاورفرمر 1 C t هستند. J توالی صفر سیستم خارجی میباشد. اتصال به زمین است. خنثی است. خازن توزیع شدهی معادل R g I f جریان خطا میباشد. مقدار مقاومت خطای R n مقدار مقاومت همانطور که مشخص است عایق مدرج در سیم پیچ پاورفرمر اتخاذ شده است که منجر به ضخامتهای مختلف کابل در بخش های گوناگون سیم پیچ و لذا توزیع نابرابر خازن میشود[ 6 ]. لذا خازن سیمپیچ به دو بخش تقسیم میشود. یک بخش PC g از کل خازن فاز اتصال به زمین از سیم پیچ C g1 را میتوان با ولتاژ در انتهای خنثی سیم پیچ فاز مرتبط ساخت در حالی که باقی 1-p)C )را g میتوان با ولتاژ در ترمینال خط سیمپیچ مرتبط ساخت [7]. g2 C و C gj را میتوان به همین نحو ارائه داد. تنها زمانیکه پاورفرمر 1 فعالیت میکند یعنی مدار شکن QF1 بسته است و الباقی باز هستند جریان نشتی ΔI ا میتوان با استفاده از رابطهی زیر محاسبه نمود : ΔI = ΔI N - ΔI T = I f - jwc g1δu (2) جریان خطا I f مجموع تمام خازن توزیع شدهی معادل توالی صفر )پاورفرمرهای 1 و سیستم خارجی( و جریان نقطهی خنثی میباشد. جریان خطا را میتوان با فرمول زیر ارائه داد: If = jw (cg1 + cgt)δu+ ΔU/3Rn (3) زمانیکه دو یا چند پاور فرمر در حال اجرا هستند یعنی دو یا چند مدارشکن بسته اند جریان نشتی پاورفرمر معیوب و ناقص را میتوان از طریق فرمول )( محاسبه نمود. در حالی که جریان خطا را میتوان از طریق فرمول زیر ارائه داد: I f = jw(c g1+ c g2+ +c gj+c gt)δu + ΔU /(3jR n) (4) که J تعداد پاورفرمر های روشن میباشد. جریان نشتی پاورفرمر نرمال را میتوان با استفاده از رابطهی زیر محاسبه نمود: ΔI k = ΔI KN - ΔI Kt = -Jwc gk ΔU 1(K=2,3,,J) (5) - معیارهای شناسایی خطا 4-1- جهت جریان نشتی جریان نشتی پاورفرمر معیوب از میان CT از پاورفرمر به شین اصلی جریان خواهد داشت که برعکس و مخالف جهت مثبت از پیش تعریف شده میباشد. با این حال جریان نشتی پاورفرمر نرمال از میان CT از شین اصلی به پاورفرمر جریان خواهد داشت که مانند جریان مثبت از پیش تعریف شده میباشد. لذا خطای استاتور تک فازاتصال به زمین را میتوان با مقایسهی جهت مولفهی اساسی و مولفهی هامونیک سوم جریان نشتی بین پاورفرمرهای معیوب و نرمال تشخیص داد. -2 -شدت و مقدار جریان نشتی جریان نشتی پاورفرمر معیوب و ناقص مجموع جریان خطا و جریان خازنی )ظرفیتی( فاز اتصال به زمین میباشد. با این حال جریان نشتی پاورفرمر نرمال دقیقا برابر با جریان خازنی فاز به زمین است. با مقایسهی مقدار و ارزش مولفهی اساسی و مولفهی هارمونیک سوم جریان نشتی, مولفهی هارمونیک پنجم جریان نشتی و مولفهی هارمونیک هفتم جریان نشتی هر پاورفرمر به آسانی میتوان پاورفرمر معیوب را با بیشترین ارزش و مقدار در موردی که سیستم دو یا چند پاورفرمر دارد تشخیص داد و شناسایی نمود. شکل 2. مدارهای معادل توالی صفر خطای داخلی استاتور تک فاز اتصال به زمین 5- شبیه سازی و اندازه گیری برای معتبر ساختن طرحهای حفاظتی مطرح شده یک مدل دقیق برای شبیه سازی حالت نرمال عملیات و اجرا حالت خطای خارجی و حالت خطای داخلی برای یک پاورفرمر باید در دسترس باشد. یک مدل گذراالکترومغناطیسی برای شبیه 3

سازی خطای های پاورفرمر ایجاد شده است طبق آنچه شکل 1 نشان میدهد. سه پاورفرمر را به طور مستقیم به سیستم اتصال میکنیم. EMTP و MATLAB را برای شبیه سازی مورد استفاده قرار میدهیم. خطای داخلی یک استاتور تک فاز به زمین در سیم پیچ استاتور در فاز c پاورفرمر 1 ر یو میدهد. پاورفرمر ها مشخصه های زیر را دارند: Cg1 پاور فرمر.555µF 1 15KV 75 MVA میباشد. 15KV 75 MVA پاور فرمر Cg2.5774 µf2 میباشد. Cg3.555µF پاور فرمر 15KV 75 MVA سیستم خارجی.15 µf میباشد. Ct میباشد. فرکانس سیستم 5HZ است. ژنراتور از با ترانس زمین شده است میشود. خطای اتصال به زمین در s 1,14 شروع میشود. خطای های زیر شبیه سازی میشوند از جمله آنهایی که نمیتوان باطرح های سنتی حفاظت تشخیصشان داد: مقاومت خطای 11kΩ kω 1kΩ 111Ω 11Ω : Rg خطای تک فاز زمانیکه %1 %2 %1 %7 %111 از سیمپیچ استاتور کوتاه میشوند. خطای اتصال به زمین در s 1,14 شروع میشود. نتایج شبیه سازی به عنوان مثال برای خطای استاتور تک فاز به زمین در %2 از فاز c در پاورفرمر 1 را نشان داده میشود. دوره ی سیستم ms. 2=T است. مولفه ی خطای جریان توالی صفر توسط ).(n-t) I محاسبه میشود. یافته های زیر را میتوان بهدست آورد: شکل 3 ( هارمونیک سوم جریان توالی صفر- نتایج شبیه سازی زمانیکه خطای استاتور تک فاز اتصال به زمین در %2 از فاز c درپاورفرمر 1 ( 1 = (Rf روی میدهد. شکل ( هارمونیک پنجم جریان توالی صفر- نتایج شبیه سازی زمانیکه خطای استاتور تک فاز اتصال به زمین در %2 از فاز c درپاورفرمر( = 1 (Rf روی میدهد. شکل 5 ( هارمونیک اول جریان توالی صفر- نتایج شبیه سازی زمانیکه خطای استاتور تک فاز به زمین در %2 از فاز c درپاورفرمر 1 ( 1 = (Rf روی میدهد. ΔI =I (n) جدول 1 - نتایج شبیه سازی خطای داخلی استاتور تک فاز به زمین در %2 از فاز c پاورفرمر 1 پاورفورمر 2 پاورفورمر 1 مقاومت زاویه اهم اندازه A زاویه اندازه A ------------- ---------- --------------- --------- /9 111 هارمونیک اول 9 93 2/ 6-2 /2 111 هارمونیک سوم 1 21 1-131 4

شکل 7 ( ولتاژ فازهای پاورفورمر- نتایج شبیه سازی زمانیکه خطای استاتور تکفاز به زمین در %2 از فاز c درپاورفرمر 1 ( 1 = (Rf روی میدهد. /1 111 هارمونیک پنجم 4 1 6-13 /1 111 هارمونیک هفتم 2 11-161 /4 1111 هارمونیک اول 7 3 4-14 /1 1111 هارمونیک سوم 6-91 3 11 /1 1111 هارمونیک پنجم 3-72 1 111 /1 1111 هارمونیک هفتم 2-6 11 119 /1 111 هارمونیک اول 1 27 3-111 /1 111 هارمونیک سوم 14-72 16 1 /1 111 هارمونیک پنجم 17-6 13 11 /1 111 هارمونیک هفتم 14-1 12 97 /1 11111 هارمونیک اول 6 23 11-116 /1 11111 هارمونیک سوم 17-1 13 3 /1 11111 هارمونیک پنجم 14-9 12 73 /1 11111 هارمونیک هفتم 12-6 11 91 6- تحلیل اشکال و نمودارها شکل 6 ( هارمونیک اول جریان توالی صفر- نتایج شبیه سازی c از فاز زمانیکه خطای استاتور تک فاز به زمین در %2 درپاورفرمر 1 ( 1 = (Rf روی میدهد. شکل 7 ولتاژهای فاز اتصال به زمین به ترتیب از فاز b a و c را خطا در فاز c روی میدهد لذا ولتاژ فاز اتصال نشان می دهد که به زمین فاز c کاهش پیدا میکند و به عدم اتصال مستقیم نقطه نوترال ژنراتور به زمین ( با ترانس زمین شده ) ولتاژ فاز اتصال به برابر میشود. زمین برای دیگر فازها تا رادیکال 3 جهت جریان نشتی پاورفرمر معیوب نشتی پاورفرمر نرمالΔI13, ΔI11 ΔI12 برعکس جریان است و مقدار جریان نشتی پاورفرمر معیوب بیشتر و بزرگتر از پاورفرمر نرمال میباشد. این قضیه در باقی هامونیکها هم مشاهده میگردد. با مقایسهی جهت و مقدار جریان نشتی هر پاورفرمر میتوان خطای استاتور تک فاز اتصال به زمین را تشخیص داد.با توجه به نمودارهای استخراج شده نمودار آبی رنگ مربوط به پاورفومر 1 که خطا در آن رخ داده میباشد و پر واضح است که جهت آن مخالف دو پاور فورمر دیگر است و مقدار آن بیشتر است. بهطور مثال با توجه به جدول وقتی خطا با مقاومت کیلو اهم رخ میدهد اندازه جریان نشتی هارمونیک اول در پاورفورمر 1 1 است درحالی که این مقدار در پاور فورمر 2 به عدد 3 آمپر میرسد پس عدد بزرگتر مربوط به مولد خطا دار است همچنین زاویه آن 27 درجه است در حالی که در مولد سالم زاویه 111- میباشد که 141 درجه با مولد سالم دارای اختالف فاز است و این به عنوان معیار دوم شناسایی محسوب میگردد. جدول 2 - تعدادی از نتایج شبیه سازی خطای داخلی استاتور تکفاز به زمین در قسمتهای مختلف از فاز c پاورفرمر 1 به صورت تصادفی

[3] Y. Gao, X. Lin, Q. Tian, and P. Liu, Novel identification method of stator single phase-to-ground fault for cable-wound generators, IEEE Trans. Energy Conversion, vol. 23, no. 2, pp. 349 357, Jun. 28 [4] Q. Tian, Z. Liu, and X. Lin, A newapproach to winding capacitance dividing method for the generator with considerable winding distributed capacitance, in Proc. Electr. Util. Deregulation Restructuring Power Technol., pp. 1672 1677, Apr. 6 9, 28. [5] Yuan Yuan Wang,, Xiang Jun Zeng,, Jin Bao Jian, Zhao Yang Dong and Ze Wen Li Studies on the Stator Single-Phase-to-Ground Fault Protection for a High-Voltage,Cable-Wound Generator. IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, VOL. 28, NO. 2, JUNE 213 [6] M. Leijon, S. G. Johansson, F. Owman, S. Alfredson, T. Karlsson, S. Lindahl, C. Parkegren, and S. Thoren, PowerformerTm- experiences form the application of extruded solid dielectric cables in the stator winding of rotating machines, in Proc. Power Eng. Soc. Winter Meeting, Jan. 23 27, 2, vol. 1, pp. 736 744. [7] Y. Tao, Q. Tian, and X. Lin, A novel stator winding capacitance dividing method for the generator with considerable winding distributed capacitance, in Proc. Power Eng. Soc. General Meeting, Jun. [8] S. Lindahl, Differential protection for synchronous machine, International patent, classification H2H 7/6, May 24. ---------- ---------- --- ------------ ------------ پاورفورمر 2 پاورفورمر 1 مقاومت زاویه اندازه A اهم % مکان اتصال کوتاه زاویه اندازه A 111 111 هارمونیک 3 16 1 1 3/ 36-146 / 111 111 هارمونیک 11 2/ 31-11 4/ 111 111 هارمونیک 7 6 2-163 1 11111 هارمونیک 1 1 22 33-116 1 11111 هارمونیک 16-9 13 79 1 11111 هارمونیک 7 14-4 12 96 7 111 هارمونیک 1 1 27 3-111 7 111 هارمونیک 3 14-72 16 1 7 111 هارمونیک 17-6 13 11 7- نتیجه گیری: - روشهای قديمی يا در تشخيص 11 درصد خطا مشکل دارند يا قابليت انتخاب ندارند. - يک طرح حفاظتی مبنی بر جهت جريان نشتی و مقدار جريان نشتی به منظور حل مشکالت پاسخگو میباشد. - اين روش قادر به تشخيص خطای استاتور اتصال به زمين با مقاومت خطای 1 kω در %11 سيمپيچ استاتور هستند. - پاورفورمر به علت حذف ترانسفورماتور به لحاظ فنی واقتصادی گزينه قابل تاملی میباشد. 8- مراجع: [1] M. Leijon, L. Gertmar, H. Frank, J. Martinsson, T. Karlsson, B. Johansson, K. Isaksson, and U.Wollstr om, Breaking conventions in electrical power plants, in Proc. CIGRE Session, Paris, Aug. 3 Sep. 5, 1998, pp. 59 62. [2] M. Taherzadeh, A. Akbari, M. Saniei, " An investigantion on Windings in New Generation of Synchronous, Generators Based on XLPE Cable Known as Powerformers," 5 th SASTech 211, Khavaran Higher-education Institute, Mashhad, Iran. May 12-14 6