18184

18184

ارزيابي عملكرد ساختار بهبود يافته محدودساز جريان خطا ابررسانايي هسته اشباع

كارشناسي ارشد

قدرت

آبان ماه 1396

دكتر حسين حيدري

دكتر رضا شريفي

برق

توسعه سيستم هاي قدرت به دليل نياز به بالابودن ظرفيت آن ها، سبب توليد جريان هاي خطاي بزرگتر و تحميل اثرات مخرب آن به سيستم مي شود. محدودسازهاي جريان خطا از تجهيزات مهم حفاظتي مستعد در سيستمهاي قدرت آينده هستند كه به شكل سري در خطوط توزيع و انتقال قرار مي گيرند و پيش بيني مي شود نقش مهمي در حفاظت از شبكه هاي برق آينده ايفا كنند. در سالهاي اخير، علاقه زيادي به تحقيق روي محدودسازهاي جريان خطا ابررسانايي هسته اشباع (SCSFCL) شده است. محدودسازهاي جريان خطا هسته اشباع به دليل واكنش ذاتي نسبت به جريان خطا بسيار مورد توجه قرار گرفته اند اما به دليل مقدار زياد مواد مغناطيسي به كارگرفته در آنها كه باعث وزن زياد محدودسازهسته اشباع مي شود و همچنين ولتاژ القا شده در سيم پيچي هايDC به صورت تجاري و گسترده مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. اين پايان‌نامه آرايش سه فاز جديدي در يك هسته مغناطيسي براي محدودساز جريان خطا هسته اشباع ارائه مي‌دهد كه موجب كاهش حجم و صرفه اقتصادي نسبت به نمونه‌هاي گذشته مي‌شود. به‌علاوه، در اين ساختار آهنرباي دائم(PM) جهت تأمين جريان جهت‌گيريDC، جايگزين سيم‌پيچيDC شده كه موجب كاهش مصرف انرژي و افزايش قابليت اطمينان در شبكه مي‌شود. انتخاب ساختار بهبوديافته محدودساز جريان خطا هسته اشباع فرآيند پيچيده اي است كه داراي تعداد زيادي از متغيرهاي طراحي و محدوديت‌هاست. در اين پايان‌نامه براي دستيابي به ساختار بهبوديافته محدودسازجريان خطا هسته اشباع با استفاده از روش تحليل سلسله مراتبي به انتخاب تعداد دورهاي بهينه سيم پيچي هاي سه فاز متناسب با جنس مناسب هسته پرداخته شده است. همچنين براي دستيابي به اهداف بالا، نياز به استفاده از روش‌هاي عددي با مدل‌هاي المان محدود در نرم‌افزار كامسول و قراردادن ساختار بهبود يافته محدودساز جريان خطا هسته اشباع در يك شبكه آزمايشي مي باشد. واژه‌هاي كليدي: محدودساز جريان خطا ابررسانايي هسته اشباع شده(SCSFCL)؛ ساختار بهبوديافته؛ آرايش سه فاز؛ آهنرباي دائم(PM)؛ المان محدود

1396/09/28

12/18/2017 12:00:00 AM

As the capacity of power grids keeps growing, the short circuit fault current is getting larger, and even exceeds the maximum capacity of the breaker. Fault current limiters (FCLs) are the new solutions to deal with this serious threat in future power systems, which connects to the network in series and is expected to play an important role in protecting future power grids. In recent years, there has been a growing research interest in saturated-core superconducting fault current limiters (SCSFCLs). Before that, there were some problems such as high weight and large size and when de-saturated, the magnetic core couples the AC and DC coils and a high voltage is induced on the DC coil, to address these difficulties, the present thesis presents an efficient three-phase SCFCL with one core. Generally, to bias the core into deep saturation, a high MMF is needed. Hence, in the improved SCFCL use PM. Selecting an improved structure SCSFCL is a complex process having a large number of design variables and constraints. In this thesis, to choosing the optimal number of three-phase windings, use Analytical Hierarchy process method (AHP). The above tasks require advanced numerical techniques using FEA models in COMSOL Multi Physics, network simulation in PSCAD and numerical analysis in MATLAB to simulate the efficacy of an SCSFCL when placed on a simple system. Keywords: Saturated-core superconducting fault current limiters (SCSFCL); improved structure; three-phase configuration; permanent magnet (PM); Analytical Hierarchy process method (AHP) ; FEA simulation