تشخیص اشباع ترانسفورماتور جریان با استفاده از امپدانس لحظه ای شاخه مغناطیسی و روشFILT

فلاحی, علیرضا; رمضانی, نبی اله; احمدی, ایرج

doi:10.22075/jme.2017.2853

اداره چاپ و انتشارات دانشگاه سمنان

تعداد نشریات	21
تعداد شماره‌ها	678
تعداد مقالات	9,893
تعداد مشاهده مقاله	70,062,790
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	49,341,880

	تشخیص اشباع ترانسفورماتور جریان با استفاده از امپدانس لحظه ای شاخه مغناطیسی و روشFILT
مدل سازی در مهندسی
مقاله 28، دوره 15، شماره 51، دی 1396، صفحه 371-380 اصل مقاله (1.31 M)
نوع مقاله: پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2017.2853
نویسندگان
علیرضا فلاحی؛ نبی اله رمضانی^* ؛ ایرج احمدی
دانشگاه علم و فناوری مازندران
تاریخ دریافت: 24 تیر 1394، تاریخ بازنگری: 24 بهمن 1394، تاریخ پذیرش: 25 اردیبهشت 1395
چکیده
عدم تشخیص دقیق اشباع ترانسفورماتور‌های جریان ممکن است باعث عملکرد نادرست سیستم‎های حفاظتی گردد. با توجه به مشخصه غیرخطی و تلفاتی هسته ترانسفورماتورهای جریان، بکارگیری روشی عددی به منظور تشخیص و جبران ورود نقطه کار جریان عبوری از آن به ناحیه اشباع امری ضروری است. لذا در این مقاله روشی جدید مبتنی بر محاسبه امپدانس شاخه مغناطیسی برای تشخیص اشباع و جبران ترانسفورماتور جریان ارائه گردیده است. در روش پیشنهادی با شاخه‎های مقاومتی غیرخطی و خطی، تلفات ترانسفورماتور جریان را مدل نموده و با محاسبه مقدار اندوکتانس لحظه‎ای هسته مغناطیسی با روش Jiles Atherton، امپدانس لحظه‎ای شاخه مغناطیسی با بکارگیری روش تبدیل لاپلاس معکوس عددی محاسبه می‎گردد. برای تشخیص اشباع هسته ترانسفورماتور جریان مقدار امپدانس لحظه‌ای محاسبه شده در هر لحظه از زمان با یک مقدار آستانه مقایسه شده است. برای اطمینان از عملکرد روش پیشنهادی تاثیر عواملی از قبیل انواع خطا‌ها، شار پسماند، زاویه شروع خطا، بارهای مختلف، مولفهDC در جریان اولیه مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین روش ارائه شده توسط نرم افزارهای PSCAD-EMTDC و MATLAB پیاده‎سازی گردیده است. نتایج حاصل از روش پیشنهادی با داده‌های آزمایش مقایسه شده و در تمامی موارد دقت، سرعت و قابلیت اطمینان بالای آن به اثبات رسیده است.
کلیدواژه‌ها
ترانسفورماتور جریان؛ اشباع هسته مغناطیسی؛ امپدانس لحظه‌ای؛ تبدیل لاپلاس معکوس
عنوان مقاله [English]
CT Saturation Detection with Calculation of Instantaneous Impedance of Magnetic Branch Using FILT
نویسندگان [English]
Alireza Fallahi؛ Nabiollah Ramezani؛ Iraj Ahmadi

چکیده [English]
Accurate indiscrimination of CT saturation can be caused mal-operation of protection systems. Due to nonlinear and loss characteristic behavior of CTs, it is necessary to use a numerical method to detect CT saturation, accurately. In this paper a new method has been presented to determine the CT saturation. In proposed method, the core loss of CT and instantaneous inductance of magnetic core have been modeled by linear and nonlinear resistances and Jiles Atherton model, respectively. Then the instantaneous impedance of magnetic branches has been calculated by Fast Inverse Laplace Transform (FILT). This algorithm has been implemented to Matlab and PSCAD/EMTDC softwares. Also, impact of different parameters such as type of fault, residual flux, fault initial angle, DC offset and etc. have been evaluated. In comparison with previous researches, simulation results show this algorithm have the proper accuracy, speed and reliability.
کلیدواژه‌ها [English]
current transformer, magnetic core saturation, instantaneous impedance, inverse Laplace transform

مراجع
[1]. Y. C. Kang, S. H. Ok, and S. H. Kang, "A CT Saturation Detection Algorithm", IEEE Trans. Power Del., Vol. 19, No. 1, Jan.2004, pp. 78–85. [2]. Dashti, H., Sanaye-Pasand M., Davarpanah, M, "Fast and Reliable CT Saturation Detection Using a Combined Method", IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 24, No. 4, Oct. 2013, pp. 2254-2263. [3]. E. M. dos Santos, G. Cardoso, Jr., P. E. Farias, and A. P. de Morais, "CT Saturation Detection Based on the Distance Between Consecutive Points in the Plans Formed by the Secondary Current Samples and Their Difference-Functions", IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 28, No. 1, Jan 2013, pp. 29 – 37. [4]. Dong-Gyu Lee, Sung-Rok Yoo and Sang-Hee Kang, "A Phasor Estimation Algorithm during CT Saturation", IEEE Conference PowerTech, Jun. 2011, pp. 19-23. [5]. Shun-Tsai Liu, Sy-Ruen Huang, Hung-Wei Chen, Ting-Yen Hsien,“Current Transformer Module Basing the Jiles-Atherton Hysteresis Model in EMTP/ATP Simulation”, International Power Engineering Conference (IPEC), 2005, pp. 653 - 656. [6]. Shun-Tsai Liu, Sy-Ruen Huang, Hung-Wei Chen, "Using TACS Functions Within EMTP to Set Up Current- Transformer Model Based on the Jiles–Atherton Theory of Ferromagnetic Hysteresis", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 22, No. 4, Oct. 2007, pp. 2222 – 2227. [7]. Y. C. Kang, J. K. Park, S. H. Kang, A. T. Johns, and R. K. Aggarwal, "An Algorithm for Compensating Secondary Currents of Current Transformers", IEEE Trans. Power Del., Vol. 12, No. 1, Jan.1997, pp. 116–124. [8]. Y. C. Kang, S. H. Ok, and S. H. Kang, "A CT Saturation Detection Algorithm", IEEE Trans. Power Del., Vol. 19, No. 1, Jan.2004, pp. 78–85. [9]. Y. C. Kang, S. H. Ok, S. H. Kang, and P. A. Crossley, "Design and Evaluation of an Algorithm for Detecting Current Transformer Saturation", Proc. Inst. Elect.. Eng., Gen., Transm. Distrib, Vol. 151, No. 1, Jan. 2004, pp. 27–35. [10]. C. Fernandez, "An Impedance-Based CT Saturation Detection Algorithm for Busbar Differential Protection", IEEE Trans. Power Del., Vol. 16, No.4, Oct. 2001, pp. 468–472,. [11]. D.Y. Shi, J. Buse, Q.H. Wub, C.X. Guo, "Current Transformer Saturation Compensation Based on a Partial Nonlinear Model", Electric Power Systems Research, Vol. 97, Apr. 2013, pp. 34-40. [12]. T. Hosono, "Numerical inversion of Laplace Transform and Some Applications to Wave Optics", Radio sci., Vol. 16, No. 6, Nov. 1981, pp. 1015-1019. [13]. N. G. Chothani, Vimal Sharma, “A New Method for CT Saturation Detection using Secondary Current Envelope Detector”, International Conference on Recent Developments in Control, Automation and Power Engineering (RDCAPE), 2015, pp. 1-6. [14]. Sang-Hee Kang, Min-Soo Kim, Soon-Ryul Nam, Jonathan H. Shin†, Jong-Jin Jung, “A CT Saturation Detection Algorithm Based on Wavelet Transformation”, 12th IET International Conference on Developments in Power System Protection (DPSP 2014), pp. 1-4.
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,033 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 421

سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب

پیوندهای مفید

پیوندهای مفید

آمار

تشخیص اشباع ترانسفورماتور جریان با استفاده از امپدانس لحظه ای شاخه مغناطیسی و روشFILT