Abstract
Calculations were performed to examine the optimum location of a fault current limiter (FCL) with regard to the circuit breaker. The series-connected FCL was assumed to be associated with the circuit breaker in two positions: upstream and downstream from the circuit breaker. In both cases, the characteristics of the transient recovery voltage (TRV) appearing across the circuit breaker with FCL were studied under several fault locations. For both locations of FCL, the presence of the FCL reduces the severity of the circuit breaker duty. Whereas the difference in location of the FCL leads to no variation in the TRV characteristics and the fault current, locating the FCL downstream proved to lessen the voltage at the source-side terminal of the FCL, compared with the FCL located upstream from the circuit breaker. In other words, a gain in the device safety can be obtained by locating the FCL downstream from the circuit breaker
چکیده
محاسبات برای بدست آوردن مکان بهینه یک FCL(Fault Current Limiter) با توجه به C.B یا مدار شکن بدست آمده اند. فرض شده FCL سری شده با C.B، در دو موقعیت قرار بگیرد: بالا دست یا قبل از (upstream) C.Bو پایین دست یا بعد از (downstream) C.B . در هر دو مورد، مشخصات TRV(ولتاژ بازیابی گذرا) ظاهر شده در دو سر C.B در چندین موقعیت خطا مورد مطالعه قرار گرفته اند. در هر دو موقعیت FCL، حضور FCL رنج کاری یا نقطه کار C.B را کاهش می دهد. در حالیکه تغییر در مکان جایگذاری FCL موجب تغییرات در مشخصات TRV و جریان خطا نمی شود، قرار گرفتن FCL بعد از C.B در مقایسه با FCL قبل از C.B باعث کمتر شدن ولتاژ طرف منبع FCL می شود. به عبارت دیگر، اگر FCL بعد از C.B جایگذاری شود برای قطعه حفاظتی که همان مدار شکن است از لحاظ اقتصادی بهتر است.
1-مقدمه
مقدار جریان خطا در سیستم قدرت با توجه به شبکه های به هم پیوسته داخلی و همچنین رشد استفاده از برق در حال افزایش است. اگر تجهیزات حفاظتی سیستم قدرت به روز نشوند، احتمال اینکه سیستم قدرت در حالت خطا با شکست مواجه شود زیاد می شود. برای رفع شکست سیستم قدرت، باید جریان خطا به سطحی کاهش داده شود که بوسیله یک C.B بتواند قطع شود. برای این کار انتظار می رود که یک FCL در سیستمهای انتقال قدرت و سیستمهای توزیع قدرت نصب شود.
FCL باید در حالت عادی امپدانس بسیار کم و در حالت خطا امپدانس بسیار زیادی داشته باشد. بر این اساس، چندین نوع FCL پیشنهاد شده اند. وابسته به نوع تکنولوژی استفاده شده در طول فرآیند محدود سازی جریان، FCLها عبارتند از: ابر رساناها، ادوات الکترونیک قدرت، مقاومت های پلی مر PTC (Positive Temperature Coefficients) و تکنیک کنترل جرقه(یا قوس). از آنجاییکه FCL می تواند حفاظت سیستم، قابلیت اطمینان و کیفیت توان را بهبود ببخشد، باعث گسترش استفاده آن در بسیاری از کشورها شده است.
در سوی دیگر، بعضی از مقالات تا کنون نشان داده اند که FCL نه تنها جریان خطا را محدود می کند بلکه همچنین چندین اثر روی سیستم قدرت می گذارد. این اثرات به صورت زیرند:
کاهش اثر افت ولتاژ در طول یک خطای اتصال کوتاه
بهبود پایداری سیستم قدرت
کاهش در پیک گشتاور های الکتریکی و مکانیکی یک ژنراتور
FCL به صورت سری با یک C.B در جهت کاهش جریان اتصال کوتاه در وضعیت خطا نصب خواهد شد. بعد از محدود سازی توسط FCL، جریان به وسیله C.B قطع خواهد شد. پس از قطع جریان، یک TRV در دو سر کنتاکت های C.B ظاهر می شود. گذاشتن FCL ممکن است باعث تغییر در محدوده کاری C.B شود. به عنوان یک نتیجه، در مقالات قبلی، ما تغییرات در حوزه کاری C.B ناشی از حضور FCL را مورد مطالعه قرار داده ایم. در میان پارامترهای FCL، بزرگی امپدانس محدود سازی، به میزان بیشتری نسبت به پارامتر های دیگر، روی عملکرد محدود سازی جریان FCL، تاثیر می گذارد. بنابراین جهت محاسبه امپدانس محدود سازی مورد نیاز که FCL را هنگام نصب در سیستم قدرت موثر خواهد نمود، مطالعاتی انجام شده است...