نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی برق دانشگاه علوم دریایی امام خمینی(ره)

2 کارشناس ارشد دانشکده مهندسی برق، دانشگاه شهید بهشتی تهران

3 استادیار دانشکده برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد الهیجان

4 کارشناس ارشد دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر

چکیده

محدودسازهای جریان خطا تجهیزاتی هستند که در شرایط عادی تأثیری در عملکرد مدار ندارند اما با وقوع خطا امپدانس نسبتاً بزرگی در مسیر جریان ایجاد کرده و جریان را در سطح مشخصی محدود می‌کنند. خطا در شناورها عموماً به دلیل آتش‌سوزی، نفوذ آب به داخل شناور و عوامل انسانی رخ می‌دهد. بروز خطا در سیستم الکتریکی و افزایش ناگهانی جریان، اصلی‌ترین دلیل خرابی تجهیزات الکترونیکی موجود در شناورها است و با توجه به نوع تجهیزات بکار رفته در شناور، قیمت و دشواری تعویض یا تعمیر آن‌ها بحث حفاظت در شناور اهمیت ویژه‌ای دارد. SFCL نوع شیلد مغناطیسی یکی از مطمئن‌ترین دسته‌های محدودکننده‌های ابررسانایی جریان خطا است. در این مقاله با تمرکز بر این نوع محدودسازها شبیه‌سازی‌های لازم جهت بررسی ویژگی‌های رفتاری و میزان محدودکنندگی جریان خطا صورت می‌گیرد و اثبات می‌شود که محدودساز پیشنهادی در کاهش سطح جریان اتصال کوتاه عملکرد مناسبی دارد. همچنین با بررسی میزان مواد مورد استفاده در ساختار هسته و سیم‌پیچ‌های محدودساز نشان داده می‌شود که این محدودساز نسبت به موارد مشابه از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه‌تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Propose A Novel Design for Three Phase Supercondunting Fault Curren Limiter

نویسندگان [English]

  • r moradpur 1
  • b gholamhossein zadeh 2
  • A Tavakoli 3
  • a asadi soufi 4

1 Marine science, research director at the University of Imam Khomeini (RA) Noshahr

2 Master of Science in Shahid Beheshti University

3 University of imam khomeini (RA) Noshahr

4 University of imam khomeini (RA) Noshahr

چکیده [English]

SFCLs in normal operating conditions hasn’t any effect on power system, but in fault condiotion they bring a relatively large impedance in fault current path and limit it to a certain level. Faults in ships are usually due to fire, water penetration into the float and human factors. The failure of the electrical system and the sudden rise of the current are the main reasons for the fauls of the electronic equipment on ship, Considering the type of equipment used in the float, the cost and difficulty of replacing or repairing them, the issue of floating protection has particular importance. The magnetic shield SFCL is one of the most reliable categories of superconducting fault current limiting. In this paper, with the focus on these types of fault current limiters, simulations are needed to examine behavioral characteristics and the amount of fault limitation and it is proved that the proposed limiting mechanism has a good effect in reducing the short circuit current. It is also shown by measuring the amount of materials used in the structure of the core and windingsthat the proposed design is more economical than the similar ones.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fault current
  • Three phase
  • Fault current limiter
  • Superconducting

[1] Hara, T., Okuma, T., Yamamoto, T., Ito, D. Tasaki, K., and Tsurunaga, K., “Development of a New 6.6kV/1500A Class Superconducting Fault Current Limiter for Electric Power System”, IEEE Trans. Power Delivery, Vol.8, No.1, pp.182-192, 1993.

[2] Lee K.W., “Power System Fault Current Problems and Superconducting Fault Current Limiter”, Superconductivity and Cryogenics, pp.8-12, 2001

[3] Lee, H, Kang, H., “Conceptual Design of a Resistive 154-kV/2-kA Superconducting Fault Current Limiter”. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol.26, No.4, pp.1-5, 2016.

[4] Jung, B.I., Choi, H.W., Choi, H.S., “Reduction of the Power Burden of a Transformer-type SFCL using a Vacuum Interrupter”. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol.25, No.3, pp.1-4, 2015.

[5] Ko, S.C., Lim, S.H. “Analysis on Magnetizing Characteristics Due to Peak Fault Current Limiting Operation of a Modified Flux-Lock-Type SFCL With Two Magnetic Paths”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol.26, No.4, pp.1-5. 2016.

[6] Lee, S.R., Lee, J.J., Yoon, J., Kang, Y.W., Hur, J. Protection Scheme of a 154-kV SFCL Test Transmission Line at the KEPCO Power Testing Center”. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol.27, No.4, pp.1-5, 2017.

[7] Pei, X., Smith, A.C. “Experimental Testing and Development of Improved Modelling for Multistrand Resistive SFCL”. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 26, No.4, pp. 1-5, 2016.

[8] Yamabe, K., Yonemura, N., Shirai, Y., and Baba, J., “Current Limiting and Recovery Tests under Load of Three-Phase Transformer Type Coaxial SFCL in a Model Power System”. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol.24, No.3, pp.1-5, 2014.

[9] Baltzer, E., Schmitt, H., and Schultz, W., “Operation of Superconducting Fault Current Limiters in Electrical Networks,” in Proc. 14th Int. Conf. Exhib. Elect. Distrib. CIRED, Vol.4, pp.1–5, 1997.

[10] Carty G.J. and Hampshire D.P., “The Critical Current Density of an SNS Josephson-Junction in High Magnetic Fields,” Supercond. Sci. Technol, Vol.26, No.6, p.65007, 2013.

[11] Hekmati, A., “Proposed Design for a Tunable Inductive Shield-Type SFCL,” IEEE Trans. Appl. Supercond., Vol.24, No.4, pp.1–7, 2014.

[12] Chapman S.J., Electric Machinery Fundamentals, 4th ed. New York, NY, USA: McGraw-Hill, 2005.

[13] Hekmati, A., Hosseini, M., Vakilian, M., and Fardmanesh, M., “A Novel Method of Flat YBCO Rings Development for Shield-type Superconducting Fault Current Limiters Fabrication,” Phys. C Supercond., Vol.472, No.1, pp.39–43, 2012.

[14] Hekmati, A., “Modeling of Shield-Type Superconducting Fault-Current-Limiter Operation Considering Flux Pinning Effect on Flux and Supercurrent Density in High-Temperature Superconductor Cylinders,” J. Supercond. Nov. Magn., Vol.27, No.3, pp.701–709, 2014.