ترجمه سیستم زمین مناسب ژنراتورهای سنکرون متصل به شبکه

توضیحات

 عنوان فارسی: سیستم زمین مناسب برای ژنراتورهای سنکرون مقیاس کوچک متصل به شبکه

عنوان انگلیسی مقاله:

Appropriate Grounding System for Grid-connected Small-scale Synchronous Generators

چکیده:

ژنراتورهای سنکرون مقیاس کوچک(SSSG)  به طور گسترده به عنوان ژنراتور توزیع در سیستم های قدرت استفاده می شوند. جریان بزرگ خطا به علت اتصال کوتاه فاز به زمین SSSG ممکن است منجر به آسیب بیش از حد به هسته استاتور و سیم پیچ ها شود و در نتیجه تعمیرات اساسی همانند جداسازی قطعات هسته و بازپیچی سیم پیچها ضروری است. بنابراین جریان خطا باید برای جلوگیری از چنین آسیب هایی و کاهش سرمایه و زمان مورد نیاز برای تعمیرات  SSSG به درستی محدود شود. در این پژوهش، یک مدل برای محاسبه جریان خطای داخلی SSSG توسعه یافته است. ضمنا، شاخص مناسب برای محدود کردن آسیبهای وارده به  SSSG  معیوب ارائه شده است. پس از آن، پارامترهای موثر بر کاهش آسیب مورد بررسی قرار گرفته که هرکدام اغلب در سیستم های زمین شده مدل TN یا TT  مورد استفاده قرار گرفته اند برایSSSG  اعمال می شوند. مطالعات نشان می دهد آسیبهای استاتور توسط جریان خطا SSSG  عمدتا بیشتر از سیستم است. بر این اساس، به منظور کاهش آسیب پذیری SSSG به جریان خطای زمین استاتور، نه تنها برخی از استراتژی قابل اجرا برای هر دو سیستم زمین پیشنهاد شده ، بلکه سیستم زمین مطلوب، مشخص شده است.

لغات شاخص: خطای داخلی ژنراتور ، سیستم زمین ، ژنراتور سنکرون مقیاس کوچک ، خطای زمین استاتور

1-مقدمه

دو نوع سیستم زمین از جمله زمین حفاظتی و زمین الکتریکی باید برای ژنراتورهای سیستم قدرت، به ویژه ژنراتور های سنکرون مقیاس کوچک (SSSGs) مورد استفاده قرار گیرند. فریم ژنراتور همانند سیستم زمین حفاظتی برای کاهش ولتاژ تماس و جلوگیری از خطرات شوک الکتریکی به دلیل خطای زمین استاتور باید به طور مستقیم به زمین متصل شود[1]. پایانه خنثی استاتور همچنین باید همانند سیستم زمین الکتریکی برای کاهش اضافه ولتاژ در طول اتصالهای کوتاه فاز به زمین ، تامین بارهای تک فاز و ساده کردن تشخیص وقوع خطا، به زمین متصل شود.

جریان خطای فاز به زمین در یک سیستم زمین شده مستقیم ممکن است حتی بیشتر از یک خطای سه فاز باشد]2[. بنابراین، برای ژنراتورهای بزرگ، پایانه خنثی معمولا برای کاهش جریان خطای فاز به زمین، از طریق یک امپدانس به زمین متصل می شود[3-5]. ضمنا،  SSSG ها با ولتاژ کم (LV) معمولا با استفاده از چند میله و یا فقط توسط یک چاه ارت که منجر به مقاومت در حدود  5 اهم می شود به زمین متصل می شوند]6[. از آنجا که جریان خطا فاز به زمین به درستی تحت این شرایط محدود شده است، نیاز به استفاده از امپدانس اضافی بین پایانه خنثی و زمین برای LV SSSG ها وجود ندارد.

انواع مختلف اتصالات را می توان بین SSSGهای زمین حفاظتی و زمین الکتریکی اعمال کرد که در میان آنها سیستم های TT و TN عملی ترین روش ها می باشند[7-8]. در سیستم زمین شده مدل  TT، فریم SSSG و پایانه خنثی مربوطه به طور جداگانه به زمین متصل هستند. با این حال، اتصال باید برای اتحاد هر دو زمین برای سیستم TN استفاده شود.

خطای زمین استاتور یکی از شایع ترین اتصالات کوتاه در ژنراتورها است. مقدار زیاد جریان خطای زمین سبب بالا رفتن میزان انرژی تلف شده در نقطه خطا می شود که می تواند به عایق بین ورقه های هسته آسیب بزند و به صورت الکتریکی آنها را بهم متصل کند]9-10[ . که یک گرم شدن محلی بیش از حد و همچنین یک توزیع شار مغناطیسی نامتقارن که منجر به ارتعاشات قطعات مکانیکی می شود را نتیجه می دهد[1]. در این مورد، برای تعمیر ژنراتور، نیاز به مقدار قابل توجهی از سرمایه و زمان برای حذف تمام سیم پیچ های استاتور و جایگزینی ورقه های هسته معیوب است. در حالی که، اتلاف کم انرژی در نقطه خطا در روشی که اغلب به سیم پیچ جامع یا جداسازی قطعات مورد نیاز است، سبب آسیب بسیار کمتر به ورقه ها می شود.

مقدار انرژی تلف شده به دامنه جریان خطا و مدت زمان آن بستگی دارد. هر دو SSSG و سیستمی که SSSG به آن متصل است به جریان خطا کمک می کنند. جریان خطا تامین شده توسط سیستم به سرعت با کلید قطع کننده مدار ژنراتور (GCB)زدوده می شود. با این حال، ژنراتور به تزریق جریان به نقطه خطای زمین استاتور بسته به سیستم de-excitation ، جریان روتور و اینرسی ژنراتور ادامه می دهد[11]. اگر چه این زوال جریان خطا معمولا دارای یک دامنه کم است، انرژی مربوطه از جریان خطای ژنراتور با میرایی ضعیف می تواند بیشتر از انرژی مربوطه از جریان خطا سیستم باشد. میزان انرژی تلف شده به طور مستقیم وابسته به سیستم زمین  SSSG  است. به عبارت دیگر، زوال جریان خطا با زمان ثابت و دامنه آن به (1) سیستم de-excitation و (2) سیستم زمین شده مدلTT یا TN استفاده شده، وابسته است.

در این مقاله، یک LV SSSG متصل به شبکه مناسب برای مطالعه جریان خطای داخلی ژنراتور برای مکان های مختلف خطا مدل شده است. با استفاده از مدل توسعه یافته، جریانهای خطا به طور جداگانه توسط شبکه تامین می شوند و ژنراتور می تواند برای هر دو سیستم زمین شده مدل TT و TN به طور گسترده ای استفاده شود. ضمنا، انرژی تلف شده درنقطه خطا بر اساس جریان های محاسبه شده و مدت زمان متناظر برای هر دو سیستم زمین مربوطه برآورد می شود.

توجه:

• برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.