ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

مدلسازی ترانسفورماتور قدرت برای محافظت دیفرانسیل با استفاده از PSCAD

مدلسازی ترانسفورماتور قدرت برای محافظت دیفرانسیل با استفاده از PSCAD

مدلسازی ترانسفورماتور قدرت برای محافظت دیفرانسیل با استفاده از PSCAD – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر
مقالات ترجمه شده آماده گروه برق - الکترونیک - ایران ترجمه - Irantarjomeh
شماره
۱۳۳
کد مقاله
ELC133
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مدلسازی ترانسفورماتور قدرت برای محافظت دیفرانسیل با استفاده از PSCAD
نام انگلیسی
Modeling Of Power Transformer for Differential Protection Using PSCAD
تعداد صفحه به فارسی
۲۴
تعداد صفحه به انگلیسی
۹
کلمات کلیدی به فارسی
محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتورهای قدرت, برق دارشدگی جریان هجومی, تبدیل فوریه سریع, هارمونیک, نرم افزار PSCAD
کلمات کلیدی به انگلیسی
Differential  protection  of  power  transformers,  Magnetizing  inrush  current,  Fast  Fourier  Transform,  harmonics, PSCAD software
مرجع به فارسی
ژورنال بین المللی تحقیقات پیشرفته در زمینه الکتریک، الکترونیک و مهندسی تجهیزات
دپارتمان سیستم های قدرت، دانشگاه آنا، چنایی، هندوستان
مرجع به انگلیسی
International Journal of Advanced Research in  Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering; Power System Division, CEG, Anna University, Chennai, India
قیمت به تومان
۱۰۰۰۰
سال
۲۰۱۴
کشور
هندوستان
مدلسازی ترانسفورماتور قدرت برای محافظت دیفرانسیل با استفاده از PSCAD
ژورنال بین المللی تحقیقات پیشرفته در زمینه الکتریک، الکترونیک و مهندسی تجهیزات
دپارتمان سیستم های قدرت، دانشگاه آنا، چنایی، هندوستان
۲۰۱۴
چکیده
محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت به عنوان یک مؤلفه اصلی در باب طراحی تجهیزات و سیستم های محافظتی به شمار می آید. طرح محافظتی برای ترانسفورماتور قدرت می بایست صرفاً بر مبنای برای خطای داخلی در نظر گرفته شده و بنابراین چنین مولفه ای در برابر هرگونه خطا یا خرابی خارج از ناحیه محافظت کاربرد ندارد. این بدان معنا می باشد که طرح محافظتی را نباید در برابر هرگونه خرابی خارجی، شامل جریان هجومی مغناطیسی به واسطه برق دار کردن ترانسفورماتور تحت شرایط بدون بار و همچنین به واسطه رفع عیب خارجی، مد نظر قرار داد. جریان های هجومی ترانسفورماتور جزء جریان های با شدت زیاد، جریان های کاملاً هارمونیک ایجادی، به هنگامی که هسته  های ترانسفورماتور در طی برق دار شدن به یک حالت اشباع می رسند، بشمار می آیند. این جریان ها را می توان به عنوان اثرات نامطلوب محسوب نمود، که ممکن است سبب صدمه دیدگی پتانسیل یا حتی خرابی کامل ترانسفورماتور گردیده و یا موجب کارکرد نامناسب رلۀ محافظتی و همچنین کاهش کیفیت توان کلی سیستم شوند. در فرایند محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت، هارمونیک دوم و پنجم با استفاده  از تکنیک تبدیل سریع فوریه (FFT) به منظور فراهم آوردن ویژگی های عملیاتی رله دیفرانسیل دو شیبه به کار گرفته شده است. لاجیک و الگوریتم این رله از فرایند تبدیل فوریه سریع برای استخراج مؤلفه های هارمونیک اصلی و بالاتر جریان دیفرانسیل استفاده می نماید، که خود جهت بلوکه سازی جریان هجومی به کار گرفته می شود. این شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار شبیه سازی PSCAD اعمال شده است. سیستم های پیشنهادی را می توان جهت آزمایش الگوریتم های جدید محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور و همچنین رله های دیفرانسیل حقیقی که در بازار موجود هستند به کار گرفت.
کلمات کلیدی: محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتورهای قدرت، برق دارشدگی جریان هجومی، تبدیل فوریه سریع، هارمونیک، نرم افزار PSCAD
 
 ۱- مقدمه
اصول کلی عملیاتی محافظت دیفرانسیل محاسبه تفاوت بین جریان ورودی یا خروجی ناحیه محافظت شده است. چنین موردی را می توان به عنوان پدیده ای به شمار آورد که در طی رفع یک عیب کامل خارجی یا عیب بروز نموده بواسطه برق دارکردن ترانسفورماتور تحت شرایط بدون بار خوانده شده بعنوان جریان هجومی مغناطیسی، به وجود می آید. طرح های محافظت دیفرانسیل می بایست در برابر این جریان هجومی مغناطیسی بصورت غیرحساس باشند. رلۀ دیفرانسیل نباید تحت شرایط عیوب بیرونی / درونی عمل نماید. سیستم محافظتی به هنگامی عمل خواهد نمود که جریان دیفرانسیل فراتر از مقدار آستانه بایاس مشخص شده گردد. برای عیوب خارجی، جریان دیفرانسیل می بایست صفر باشد، اما خطای حاصله به واسطه اشباع CT و خطای توزیعی CT منجر به مقدار غیر صفر می شود. به منظور ممانعت از عدم کارکرد نامناسب، آستانه عملیاتی را می توان به وسیله افزایش تنظیمات رله ارتقا داد. کارکرد نامناسب محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت ممکن است به واسطه جریان هجومی مغناطیسی، اشباع PSCAD یا هجوم عیب درونی به وجود آید. در بین این سه مورد، هجوم مغناطیسی خود به هنگام تحریک ترانسفورماتور تحت شرایط بدون بار به وجود می آید. به علاوه چنین موردی را می توان ناشی از برق دارشدگی ترانسفورماتور قدرت متصل شده موازی نیز در نظر گرفت. به همین دلیل تنظیم چهار پارامتر رله بسیار مهم است.
IS1: تنظیم جریان دیفرانسیل اصلی
K1: تنظیم درصد پایین تر بایاس
IS2: تنظیم آستانه جریان بایاس
K2: تنظیم درصد بالاتر بایاس
تکنیک تبدیل فوریه سریع برای ممانعت از کارکرد نامناسب به کار گرفته می شود. سیگنال های جریان خروجی یا ثانویه از CTها در بازه های معمولی نمونه برداری می شوند. چنین موردی تحت عنوان تبدیل فوریه سریع آنلاین (FFT) خوانده می شود، که قابلیت تعیین شدت هارمونیک و فاز سیگنال ورودی به عنوان تابع زمان را خواهد داشت. سیگنال های ورودی در ابتدا قبل از تجزیه به اجزای اصلی هارمونیک نمونه برداری می شوند. بر این مبنا می توان از تکنیک FFT جهت بلوکه سازی هارمونیک های دوم و پنجم جریان دیفرانسیل، به منظور اجتناب از کارکرد نامناسب رلۀ دیفرانسیل به واسطه جریان هجومی، استفاده نمود.
۲- طرح های مدل سازی شده برای آزمایش الگوریتم های محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور
در مرجع [۱] توضیحاتی در ارتباط با پروژه های سیستم های شبیه سازی شده شامل ترانسفورماتورها و رله های دیفرانسیل یا دیفرانسیل مدل سازی شده برای محافظت آنها ارائه شده است. این پروژه ها، با استفاده از نرم افزار PSCAD ارائه شده که قابلیت بررسی و ایجاد ترانسفورماتورهای قدرت با گروه های بردار مختلف و توان های مرتبط، همراه با خطوط (به عنوان شبکه های دو جفت ترمینالی، PI ـ نوع) منبع توان و بار در بخش های دارای ولتاژ بالاتر، می باشد. برای سیستم های مدل سازی شده احتمالات کنترل سوئیچ ها در هر دوی راهکارهای دستی و اتوماتیک (از طریق شبیه سازی رله دیفرانسیل) وجود دارد.
به علاوه، منوط به گروه بردار ترانسفورماتور و توان اسمی آن، الگوریتم های مناسبی برای مشخص سازی میزان محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور مدلسازی شده در پروژه های شبیه سازی مشخص می گردد. سیگنال های مربوطه به رله دیفرانسیل که خود از ترانسفورماتورهای جریان حقیقی / ایده آل سرچشمه گرفته اند (منوط به ضروریات کاری) تزریق می شوند.
۳- یک طرح محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور مدلسازی شده
فرایند مدلسازی محافظت بر روی منطق عملیات محافظتی متمرکز می باشد و تمرکز آن بر روی فرایند سیگنال دیجیتال به منظور محاسبه اولین، دومین و پنجمین هارمونی جریان های فاز نخواهد بود. برای محاسبه هارمونیک های خاص جریان های فاز (فازورها)، مدول پویشگر فرکانس آنلاین (از کتابخانه PSCAD/EMTDC [۳]) مورد استفاده قرار گرفته است. توصیف روش محاسبه مستقیم برای سیگنال های اندازه گیری (فازورهای جریان) بدون کاربرد مدول پویشگر فرکانس آنلاین را می توان در مرجع [۲] یافت. شکل ۱ نشان دهنده موقعیت مدل رله دیفرانسیل در پروژه شبیه سازی می باشد. مثال اجرا در نرم افزار PSCAD رله مدلسازی شده مشخص شده است. جهت ایجاد یک مدل شبیه سازی رله دیفرانسیل، از مدول های آماده حاصل آمده از کتابخانه PSCAD همانند موارد ذیل استفاده شده است:
  • گیت های لاجیک، تایمرها، اتصالات جمع کننده / دیفرانسیل، مولتی پلایرها / ضرب کننده ها، تقسیم کننده ها
  • مدولی که قابلیت تعیین مقدار هارمونیک و فاز سیگنال ورودی به عنوان تابع زمان را دارد (پویشگر فرکانس آنلاین)
  • مدول هایی برای رله ها (رله دیفرانسیل جریان دو شیبه، بلوک تشخیص اضافه جریان).
  • الگوریتم های المان های حذف جریان توالی صفر و برای پذیرش گروه بردار، با استفاده از زبان برنامه نویسی فورترن ارائه می شود. رله مدل سازی شده متشکل از موارد ذکر شده (شکل ۳) به شرح ذیل است:
  • تنظیم مقدار کم یا زیادی ولتاژ (LV ـ HV) بخش ترانسفورماتور قدرت
  • سیستم هایی به منظور حذف مؤلفه متقارن جریان توالی صفر در طرف ترانسفورماتور دارای ولتاژ بالاتر (اتصال به صورت ستاره ای ترانسفورماتور زمین شده): از نقطه نظر ریاضی یا کاربرد جریان از نقطه ستاره ترانسفورماتور.
  • اتخاذ گروه برداری ایجادی در طرف دارای ولتاژ کمتر ترانسفورماتور.
  • تغییر شکل مقادیر جریان به صورت فوری (طرف های دارای ولتاژهای بیشتر و کمتر ترانسفورماتور) به یک فازور (دامنه و جدایی فاز) برای اولین، و دومین و پنجمین هارمونیک.
  • محاسبه جریان های دیفرانسیل (Idiff) و جریان های ثابت (Idias) برای جریان های اولین هارمونیک فازهای A ، B، C و کنترل معیارعملکرد برای هر فاز، بدین صورت که آیا نکته جریان های محاسبه شده Idiff و Idias فراتر از ویژگی های عملیاتی رله مشخص شده هستند یا خیر.
  • محاسبه جریان های دیفرانسیل (Idiff) و دومین و پنجمین جریان هارمونیک فازهای A ، B ،C و کنترل معیار عملکرد هر فاز، بدان صورت که قابلیت مشخص سازی این موضوع وجود داشته باشد که آیا مقادیر دیفرانسیل محاسبه شده دومین و پنجمین هارمونیک با توجه به جریان های دیفرانسیل متناظر اولین هارمونیک فراتر از مقدار آستانه می گردند یا خیر.
  • کنترل این موضوع که آیا اولین هارمونیک دیفرانسیل جریان برای هر فاز فراتر از حد آستانه می گردد یا خیر، یعنی کنترل معیار عملکرد تابع رله دیفرانسیل غیرثابت.
  • کنترل معیار عملکرد تابع دیفرانسیل ثابت برای حداقل یکی از سه فاز (جریان اولین هارمونیک دیفرانسیل محاسبه شده در ناحیه عملیاتی برای ویژگی های ثابت رله، محتوای دومین و پنجمین هارمونیک که نباید فراتر از مقادیر آستانه ای روند)، و تصدیق معیار عملکرد برای ویژگی های دیفرانسیل غیرثابت، حداقل یکی از سه فازها و ارسال نوعی ضربه جهت بازکردن سیگنال مدارشکن (سیگنال T) بر روی طرف دارای ولتاژ بالاتر و کمتر ترانسفورماتور.
شکل ۲ مشخص کننده جریان های اولیه (Ip1، Ip2، Ip3) و ثانویه و خروجی (Is1، Is2، Is3) ترانسفورماتور برای CT می باشد. بر این مبنا، از بخش خروجی CT جریان ها به سمت FFT رانده شده و (شکل ۲) نیز معرف لاجیک استخراج اصلی و هارمونیک جریان های خروجی CT ترانسفورماتور در این رابطه می باشد. محاسبه جریان های دیفرانسیل (Idiff) و جریان های ثابت (Ibias) برای اولین جریان های هارمونیک فازهای A ، B،  C و کنترل معیارهای عملکرد هر فاز، بدان صورت که مشخص شود که آیا نقطه جریان های محاسبه شده Idiff و Ibias فراتر از ویژگی های عملیاتی Idiff = f(Ibias) رله خاص است (شکل ۳)، و محاسبه جریان های دیفرانسیل (Idiff) برای دومین و پنجمین جریان های هارمونیک فازهای A، B، C، و کنترل معیار عملکرد هر فاز، یعنی کنترل آنکه آیا جریان های دیفرانسیل محاسبه شده دومین و پنجمین هارمونیک با توجه به جریان های دیفرانسیل متناظر اولین هارمونیک فراتر از میزان مشخص شده آستانه می باشند یا خیر، و کنترل آنکه آیا تفاضل جریان اولین هارمونیک برای هر فاز فراتر از میزان آستانه می شود یا خیر، یعنی کنترل معیار عملکرد تابع رله دیفرانسیل غیرثابت (شکل ۴).
۴- نتایج مثال آزمایشات عملکرد محافظت دیفرانسیل مدلسازی شده
الف. اتصال کوتاه، نوع فلزی A ـ B ـ C  (به صورت داخلی بر روی طرف HV ترانسفورماتور)
این بخش معرف نتایج انتخابی شبیه سازی های اغتشاش برای طرح تست مدل سازی شده  می باشد. این تحقیق به صورت مفصل تری در مرجع [۱] مورد بررسی قرار گرفته است و هدف آن تصدیق عملیاتی محافظت دیفرانسیل ترانسفورماتور مدلسازی شده و  کنترل و آنالیز سیگنال هایی می باشد که در طی اغتشاش های مشخص شده مرتبط با ترانسفورماتورها رخ می دهند.
شکل ۱۱ نشان دهنده طول موجهای جریان های دیفرانسیل و جریان های ثابت (بر حسب فاز) با فرکانس اولین (اصلی) هارمونیک می باشد. آنها نشان دهنده آن هستند که جریان های دیفرانسیل بزرگتر از جریان های ثابت متناظر خود می باشند. در صورتی که تابع دیفرانسیل (ثابت) در مورد آنالیز بلوکه نشود این مورد سبب عملیات ناخواسته رله دیفرانسیل خواهد شد. شواهد این تغییر وضعیت سیگنال های تریپ خروجی (کلید ۱، کلید ۶ و کلید ۷) هستند که از کلیه فازها (با صفرهای منطقی الی یک های منطقی) به هنگام باز نمودن جریان به ترانسفورماتور بی بار، همانگونه که در شکل ۱۲ نشان داده شده است مشخص می گردند. چنین موردی همچنین از گذار جریان ها از ویژگی های عملیاتی رله مدل سازی شده نیز بارز می باشد.
۵- خلاصه و نتیجه گیری
نرم افزار PSCAD/EMTDC را می توان به صورت موفقی به منظور مدل سازی آشفتگی ها در طراحی ترانسفورماتورها و رله های دیفرانسیل که وظیفه آنها محافظت از ترانسفورماتور از اثرات این آشفتگی ها و اغتشاشات می باشد به کار گرفت. چنین موردی قابلیت ایجاد پروژه های شبیه سازی با توجه به ترانسفورماتورهای قدرت را خواهد داشت، که اجازه آنالیز انواع مختلف اغتشاش هایی که ممکن است در این طرح ها رخ دهند، نظیر خطاها یا عیب های داخلی و خارجی، روشن کردن ترانسفورماتورهای بی بار، اسپایگ های ولتاژ بر روی ترمینال های ترانسفورماتور، خطاها با توجه به اشباع ترانسفورماتور جریان و غیره، را بوجود خواهد آورد. آزمایشات زیادی برای این طرحهای مدلسازی شده مدنظر هستند. نتایج حاصله از این آزمایشات در این مقاله توصیف شده اند که معرف مفید بودن PSCAD/EMTDC برای تصدیق میزان صحیح عملیاتی محافظت های دیفرانسیل برای ترانسفورماتورهای قدرت می باشد. این امر مهم خواهد بود که چنین محاسباتی در این برنامه در یک حوزه زمانی خاص انجام شود. در این راستا می بایست توجه خاصی به مقادیر همزمان ولتاژهای فاز نموده و جریان ها نیز  را  می توان به ابزار محافظت مدل سازی شده تزریق نمود. موارد مدلسازی شده در این آزمایشات [۱] را می توان جهت بررسی الگوریتم های محافظتی ابزارهای محافظتی حقیقی به کار گرفت (که در این راستا می بایست قدردان احتمال ذخیره سازی طول موجهای آنالوگ و سیگنال های باینری در فایل های COMTRADE بود) و علاوه بر این قابلیت طراحی راه حل های محافظت دیفرانسیل جدید را نیز باید در این راستا در نظر داشت. علاوه بر این، در این تست [۱] رله های دیفرانسیل برای محافظت ترانسفورماتورهای قدرت با میزان توان های اسمی مختلف و گروه های برداری مختلف مدل سازی شده اند و نتایج آزمایشات این عملیات مشخص کننده آن هستند که PSCAD/EMTDC را می توان برای آزمایش الگوریتم های تابع محافظتی جدید و تصدیق میزان صحت عملیات الگوریتم های موجود (همانند موارد کاربردی جهت اهداف آموزشی) مورد استفاده قرار داد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.