تشخيص اشباع ترانسفورماتور جريان با استفاده از امپدانس لحظه اي شاخه مغناطيسي و روشFILT

CT Saturation Detection with Calculation of Instantaneous Impedance of Magnetic Branch Using FILT

عدم تشخيص دقيق اشباع ترانسفورماتور‌هاي جريان ممكن است باعث عملكرد نادرست سيستمهاي حفاظتي گردد. با توجه به مشخصه غيرخطي و تلفاتي هسته ترانسفورماتورهاي جريان، بكارگيري روشي عددي به منظور تشخيص و جبران ورود نقطه كار جريان عبوري از آن به ناحيه اشباع امري ضروري است. لذا در اين مقاله روشي جديد مبتني بر محاسبه امپدانس شاخه مغناطيسي براي تشخيص اشباع و جبران ترانسفورماتور جريان ارائه گرديده است. در روش پيشنهادي با شاخههاي مقاومتي غيرخطي و خطي، تلفات ترانسفورماتور جريان را مدل نموده و با محاسبه مقدار اندوكتانس لحظهاي هسته مغناطيسي با روش Jiles Atherton، امپدانس لحظهاي شاخه مغناطيسي با بكارگيري روش تبديل لاپلاس معكوس عددي محاسبه ميگردد. براي تشخيص اشباع هسته ترانسفورماتور جريان مقدار امپدانس لحظه‌اي محاسبه شده در هر لحظه از زمان با يك مقدار آستانه مقايسه شده است. براي اطمينان از عملكرد روش پيشنهادي تاثير عواملي از قبيل انواع خطا‌ها، شار پسماند، زاويه شروع خطا، بارهاي مختلف، مولفهDC در جريان اوليه مورد ارزيابي قرار گرفته است. همچنين روش ارائه شده توسط نرم افزارهاي PSCAD-EMTDC و MATLAB پيادهسازي گرديده است. نتايج حاصل از روش پيشنهادي با داده‌هاي آزمايش مقايسه شده و در تمامي موارد دقت، سرعت و قابليت اطمينان بالاي آن به اثبات رسيده است.

Accurate indiscrimination of CT saturation can be caused mal-operation of protection systems. Due to nonlinear and loss characteristic behavior of CTs, it is necessary to use a numerical method to detect CT saturation, accurately. In this paper a new method has been presented to determine the CT saturation. In proposed method, the core loss of CT and instantaneous inductance of magnetic core have been modeled by linear and nonlinear resistances and Jiles Atherton model, respectively. Then the instantaneous impedance of magnetic branches has been calculated by Fast Inverse Laplace Transform (FILT). This algorithm has been implemented to Matlab and PSCAD/EMTDC softwares. Also, impact of different parameters such as type of fault, residual flux, fault initial angle, DC offset and etc. have been evaluated. In comparison with previous researches, simulation results show this algorithm have the proper accuracy, speed and reliability.