بررسی روشی جدید برای حذف اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه در پست های برق ولتاژ بالا
چکیده
در مطالعه پیش رو، شبیه‌سازی‌های پدیده انتشار اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه در یک پست عایق گاز 380 kV ارائه می‌شود. تاثیر برق‌گیرهای نصب شده روی مقادیر پیک اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه به تصویر کشیده شده است. یک تجهیز پسیو جدید برای حذف اضافه ولتاژ به شکل یک فیلتر L-C ی ولتاژ بالا (HV) پیشنهاد می‌گردد. پروسه توسعه و تحقیق نیز در راستای نتایج شبیه‌سازی بیان می‌گردد. همان‌گونه که نشان داده شده است، تجهیز پیشنهادی را می‌توان در شبکه‌های HV به‌عنوان یک جایگزین به‌منظور بهبود بیشتر عملکرد حذف اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه، به کار برد. تمامی شبیه‌سازی‌ها با استفاده از شبیه‌سازی MATLAB و نیز بسته‌های نرم‌افزاری EMTP/ATP صورت گرفته است.
1- مقدمه
در سیستم‌های قدرت ولتاژ بالا (HV) مطالعات مربوط به هماهنگ‌سازی عایقی به‌منظور به حداقل رساندن احتمال خرابی تجهیزات به خاطر برخورد صاعقه و یا سوئیچینگ برق‌گیرها در شرایط پرخطر، امری ضروری است. برق‌گیرهای مناسب در کنار تجهیزات محافظتی دیگر از نقطه‌نظر شرایط کاری قابل‌اطمینان در شبکه‌های توزیع و انتقال، حیاتی هستند. اندازه‌گیری چنین اضافه ولتاژهایی به خاطر مسائل بهره‌برداری، فنی و نهایتاً مورد آخر یعنی اقتصادی، کار دشواری است. اما، طی سال‌های متمادی، روش‌های قابل‌اطمینان برای تحلیل‌های محاسباتی توسعه یافته است که امکان تعیین شکل موج‌های احتمالی اضافه ولتاژ را در سناریوهای مختلف نظیر عملکرد سوئیچینگ ترانسفورماتور و یا برق‌گیر، فراهم می‌کند.
6- نتیجه‌گیری‌ها
مطالعه مربوط به هماهنگ‌سازی عایقی برای یک سیستم واقعی متشکل از پست GIS ی 380 kV که توسط کابل‌های HV با هم متصل شده‌اند، با استفاده از نرم‌افزار EMTP/ATP در این مقاله اجرا شده است. سناریوهای برخورد مستقیم و BF برای تحلیل اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه مورد مطالعه قرار گرفته است. اضافه ولتاژها در نقاط حیاتی پست‌ها محاسبه شده‌اند: در ترمینال ترانس HV و در ورودی و خروجی پست. یک راه‌کار دیگر نیز که استفاده از برق‌گیرهای GIS ی اضافی است، پیشنهاد شده است. المان پسیوی که تشکیل شده است از یک سیم‌پیچ تک‌هسته‌ای و یک خازن کوپلینگ نصب شده در دکل ورودی، در این مقاله معرفی شده است. باید خاطرنشان کرد که در شرایطی که فیلتر L-C ی HV نصب شده باشد، اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه کمتر از BIL خواهند بود، به خصوص در بدترین حالت که در آن، تمامی برق‌گیرهای GISدر سیستم قدرت، نصب نشده‌اند. مقاله پیش رو محاسبات مربوط به یک سیستم خاص را نشان می‌دهد. اما، در نظر گرفتن روش پیشنهادی برای سایر پست‌ها و سیستم‌ها، مستلزم مطالعات جداگانه‌ای در زمینه هماهنگ‌سازی عایقی برای تأیید عملکرد این روش تحت شرایط خاص است.
Abstract
In the present study, simulations of the lightning overvoltages propagation phenomenon in a typical 380 kV SF6 gas-insulated substation are presented. Influence of surge arresters installation on maximum-generated overvoltage peak values is illustrated. A new overvoltage mitigating passive device in a form of a high-voltage (HV) L-C filter is proposed. A process of its development and research is explained along with a simulation results. As demonstrated, the proposed device can be used in HV networks as an alternative or additional improvement for lightning overvoltages mitigation purposes. All simulations have been conducted using Matlab Simulink as well as EMTP/ATP software packages.
1 Introduction
In high-voltage (HV) power systems, Insulation Coordination studies are needed in order to minimise the probability of equipment failure because of the lightning or switching surges’ hazards. Proper surge arresters as well as installation of other mitigation devices are essential from the point of view of reliable working conditions of the transmission and distribution networks. It is difficult to measure such overvoltages because of operational, technological and last but not least – economical issues. However, over the years reliable methods of computational analyses have been developed, which allow one to determine possible overvoltage waveforms in case of different scenarios, such as lightning surges or transformer switching operations.
6 Conclusions
The Insulation Coordination study for a typical system consisting of 380 kV GIS substation interconnected by HV cables has been performed using the EMTP/ATP software. BF and direct stroke scenarios for lightning overvoltage analyses were studied. The overvoltages have been calculated at essential points of the substation: at the transformer HV terminal, substation entrance and substation exit. An alternative solution to the use of an additional GIS surge arrester has been proposed. The passive element consisting of a line trap main coil and a coupling capacitor installed at the portal tower have been introduced. It should be noted that when the HV L–C filter was installed the lightning overvoltages were kept below the BIL, especially in the worst cases where all GIS surge arresters in the power system were not installed. The present paper shows calculations for one particular system. However, considering the proposed solution for other substations and systems will require separate insulation coordination studies to validate its performance for specific conditions
چکیده
1- مقدمه
2- حالت‌های گذرای سریع در سیستم‌های قدرت HV
3- بهبود قابلیت فیلتر L-C ی HV برای حفاظت در مقابل صاعقه
4- قواعد مدل‌سازی در تحلیل‌های حالت گذرای سریع
5- سناریوهای مورد مطالعه
6- نتیجه‌گیری‌ها
Abstract
1 Introduction
2 Fast transients in HV power systems
3 HV L–C filter – improvement of the lightning protection
4 Modelling principles for fast transients analyses
5 Studied scenarios
6 Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه