چکیده
اضافه ولتاژ گذرا و جریان هجومی, دو پدیده عمده گذرا هستند که به خاطر سوییچینگ خازن رخ می دهند. علاوه بر تنزل کیفیت توان، این موارد گذرا منجر به کوتاه شدن طول عمر خازن و دستگاه سوییچینگ می شوند. به منظور کاهش این حالات گذرا، یک محدودکننده گذرای سوییچینگ خازن حالت جامد(SSCSTL) در این مطالعه پیشنهاد شده است.SSCSTL پیشنهادی دارای دو حالت عملیات است: حالت محدودکننده و حالت کنارگذر. در طول انرژی زایی خازن، یک راکتور DC و یک وریستور, جریان هجومی و اضافه ولتاژ گذرا را حذف می کند. در حالت پایدار، راکتور DC توسط یک تریستور کنارگذر می شود، به طوری که SSCSTL به صورت اتصال کوتاه عمل می کند و هیچ اثر قابل توجهی بر روی مدار ندارد. تریستور با استفاده از یک تکنیک جدید خودکار راه اندازی ساختار ساده در شرایط عادی تحریک می شود. SSCSTL پیشنهادی با یک ساختار بسیار ساده و همچنین عملکرد سریع و قابل اعتماد, یک راه حل کارآمد برای اطمینان از سوییچینگ خازن بدون هیچ اضافه ولتاژ و گذرا و جریان هجومی است. یک SSCSTL نمونه اولیه تک فاز توسط برنامه گذرای الکترومغناطیسی شبیه سازی شده و تست شده است. نتایج شبیه سازی و آزمایش نشان می دهد که SSCSTL پیشنهادی موجب کاهش قابل ملاحظه جریان هجومی و اضافه ولتاژ گذرا در طول سوییچینگ خازن می شود.
1. مقدمه
بانک های خازن قدرت به طور گسترده ای برای بهبود ضریب توان در سیستم های قدرت استفاده می شوند. توان واحد نزدیک به واحد دارای چندین مزیت مانند کاهش تلفات در فیدرهای توزیع، افزایش ظرفیت خطوط انتقال برق و ترانسفورماتورها و همچنین مشخصات ولتاژ مورد نظر است. با توجه به تنوع مستمر از بارهای القائی در سیستم های قدرت، بانک های خازنی باید اغلب با یک رگولاتور ضریب قدرت اتوماتیک با توجه به ضریب قدرت مورد نیاز در پستها یا کارخانه های صنعتی روشن / خاموش شوند [1]. با این حال، اضافه ولتاژ گذرا و جریان هجومی در شرایط سوییچینگ خازن بوجود می آیند [2]. علاوه بر تنزل کیفیت قدرت، چنین موارد گذرا منجر به کاهش در طول عمر خازن و دستگاه سوئیچینگ می شود. بنابراین، برخی از استانداردها در مورد سوئیچینگ خازن توصیه شده است [3، 4]. علاوه بر این، چندین روش برای مهار حالات گذرای سوییچنگ خازن پیشنهاد شده است که به طور کلی بر اساس دو مفهوم است: افزایش امپدانس خط در سوییچینگ فوری و یا نزدیک به اتصالات سوئیچ هنگامی که ولتاژ در سراسر اتصالات صفر است. در [2]، یک راکتور سری محدودکننده جریان برای محدودکننده کردن موارد سوییچینگ خازن ارائه شده است. این روش, ساده و ارزان است، اما یک راکتور ثابت ممکن است سبب تشدید سیستم شود. بنابراین رتبه بندی ولتاژ افزایش یافته بانک خازنی ممکن است لازم باشد تا این تکنیک استفاده شود. مقاومت / سلف قبل از جاسازی, روش دیگری است، که در [5، 6] پیشنهاد شده است. سوئیچینگ ولتاژ-صفر اتصالات سوئیچ [7، 8] و تکنیک های مبتنی بر کنترل الکترونیکی قدرت [9/12] گزینه های دیگر می باشند. این روش ها به یک مدار کنترل اضافی نیاز دارند که منجر به افزایش در هزینه و پیچیدگی می شود. علاوه بر این، آنها کمتر قابل اعتماد هستند.
در این مقاله, یک محدودکننده گذرای سوییچینگ خازن حالت جامد کارآمد(SSCSTL) برای محدود کردن حالات گذرای سوییچینگ خازن پیشنهاد شده است. پس از سوئیچینگ، SSCSTL به حالت الغای گذرا می رود به طوری که یک راکتور DC, جریان هجومی سوئیچینگ را محدود می کند، اضافه ولتاژ و سوییچینگ گذرا با استفاده از یک وریستور بریده می شود. پس از انرژی زایی بانک خازنی, SSCSTL به حالت بای پس می رود و یک تریستور (TH) راکتور DCرا باس پس (کنارگذر) می کند. بنابراین SSCSTL به عنوان یک مسیر اتصال کوتاه عمل می کند. در نتیجه، SSCSTL هیچ تاثیری بر روی مدار در حالت پایدار ندارد. SSCSTL دارای زمان پاسخ سریع برای سوییچینگ بین حالات محدودکننده کردن و کنارگذر است که <20 میلی ثانیه است. از یک مدار ساده و قابل اعتماد تحریک-خودکار برای دادن انرژی به بانک خازنی استفاده می کند. به عنوان یک نتیجه از استفاده از یک راکتور نوع -DC، هیچ نگرانی در مورد رزونانس سری وجود ندارد. علاوه بر حذف حالات گذرای سوئیچینگ خازن،SSCSTL , جریان خطا در بانک خازنی را محدود می کند.
- این مقاله در نشریه وایلی منتشر شده و ترجمه آن با عنوان بانک خازنی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
Solid-state transient limiter for capacitor bank switching transients
