ه – محدود سازهای جریان با خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC)
۴-۳-۴- محدود سازهای ابررسانایی
با ساخت سیم های ابر رسانا از نوع NbTi ، YBCO، BSCCO با درجه حرارت بحرانی بالا استفاده از این عناصر به عنوان محدود ساز جریان خطا بیشتر مورد تحقیق قرار گرفت. آشکار ساز خطا در این محدود کننده ها جریان بحرانی سیم پیچ ابررسانا می باشد با طراحی یک محدود ساز ابررسانای می توان مقدار جریان خطا را به ۲ تا ۵ برابر میزان جریان نامی تجهیز محدود کرد.
انواع محدود سازهای جریان خطا ابررسانایی به شرح زیل می باشند:
۴-۳-۴-۱- محدود ساز ابررسانایی نوع مقاومتی
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است این محدود کننده ها به صورت سری در مدار قرار می گیرند و مانند یک مقاومت متغیر عمل می کنند
شکل ۴-۲: محدود ساز ابررسانایی نوع مقاومتی
در شکلهای زیر تغییرات اندازه مقاومت ابررسانا با تغییرات دما و تغییرات مقاومت ابررسانا با تغییرات چگالی جریان نشان داده شده است. که بسته به نوع، شدت خطا و … مقدار مقاومت نیز تغییر می کند.
 
شکل۴-۳: تغییرات اندازه مقاومت ابررسانا با تغییرات دما و تغییرات مقاومت ابررسانا با تغییرات چگالی جریان
۴-۳-۴-۲- محدود ساز ابررسانایی نوع القایی
محدود ساز ابررسانایی نوع القایی بصورت سری در مدار قرار گرفته و بر اساس خاصیت ترانسفورماتوری عمل میکند که این موضوع در بخش بعد به طور کامل توضیح داده می شود.
۴-۳-۴-۳ محدود سازهای ابررسانایی نوع پل دیودی ( نوع راکتور DC)
در این ترکیب از یک پل دیودی یا تریستوری که به یک سیم پیچ ابر رسانا به عنوان اندوکتانس محدود کننده متصل شده استفاده می شود.
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است در این نوع از محدود کننده ها از چهار دیود و یک راکتور ابررسانا در حالت تکفاز تشکیل شده است که به صورت سری در مدار قرار می گیرد. راکتور DC به خاطر عبور دادن جریان DC از خود در کار عادی شبکه هیچ گونه افت ولتاژی در دو سر خود نخواهد داشت. همانگونه که در قسمت (b) و (c) دیده می شود در این محدود کننده ها می توان جهت قطع جریان اتصال کوتاه از تریستور در یک شاخه و برای برگرداندن انرژی جذب شده در زمان اتصال کوتاه به شبکه از دو شاخه تریستوری استفاده کرد. همچنین جهت استفاده موثر از راکتور dc در زمان عیب می توان از ترانسفورماتور کوپلینگ استفاده کرد که در قسمت (d) نشان داده شده است(شول و همکاران، ۲۰۰۴).
شکل ۴-۴: محدود سازهای ابررسانایی نوع پل دیودی
در شکل زیر چیدمان مختلف این نوع محدود کننده ابررسانا در حالت سه فاز نشان داده شده است(ژانگ و همکاران،۲۰۱۰).
شکل ۴-۵: محدود سازهای ابررسانایی نوع پل دیودی سه فاز
در شکل زیر نحوه اتصال نوع سه فاز این محدود کننده به شبکه نشان داده شده است
شکل ۴-۶: نحوه اتصال نوع سه فاز این محدود کننده به شبکه
۴-۳-۴-۴- محدود ساز ابر رسانایی نوع قفل شار:
این مدار شامل یک راکتور قفل شار و یک مدار سیم پیچ میدان مغناطیسی است. راکتور قفل شار از دو سیم پیچ ۱ و ۲ که به وسیله یک عنصر ابر رسانایی دمای بالا به طور موازی قرار گرفته اند و مدار سیم پیچ مغناطیسی از سیم پیچ ۳ ، ۷سیم پیچ میدان مغناطیسی ویک مقاومت سری با خازن تقسیم کننده اختلاف فاز تشکیل شده است. سیم پیچهای ۱، ۲ و ۳ برای کاهش شار پراکندگی به صورت فشرده روی یک هسته آهنی پیچیده شده اند(حیدری و شریفی، ۱۳۸۸).
۴-۳-۴-۵- محدود ساز ابر رسانایی نوع راکتور هسته آهنی اشباع شده
شکل زیر ساختار تکفاز این محدود کننده را نشان می دهد. در این نوع به دو هسته مغناطیسی برای هر نیم سیکل نیاز است. برای هر فاز از سیستم نیاز به دو راکتور اشباع شده است جریان نیم سیکل مثبت از یک سیم پیچ و نیم سیکل منفی از سیم پیچ دیگر عبورمی کند. طرف ثانویه خط خاصیت ابررسانایی دارد که با یک جریان DC بایاس می شود و هسته آهنی را به اشباع می برد تا اندوکتانس دیده شده از دو سر محدود کننده کوچک باشد.
شکل ۴-۷: ساختار تکفاز محدود ساز ابر رسانایی نوع راکتور هسته آهنی اشباع شده
همانگونه که در شکل زیر دیده می شود نقطه کار هسته ها در حالت کار عادی شبکه انتخاب می شود.
شکل ۴-۸: منحنی B-H هسته
زمانی که خطا رخ می دهد جریان عیب از داخل سیم پیچها عبور کرده و هر کدام از سیم پیچ ها در یک نیم سیکل از اشباع خارج شده و اندوکتانس معادل محدود کننده افزایش می یابد.
بنابراین هر کدام از سیم پیچها در یک نیم سیکل باعث محدود شدن جریان خطا می شوند و به این ترتیب جریان اتصال کوتاه به طور کامل محدود می شود. در شکل زیر جریان اتصال کوتاه، اندوکتانس معادل و نحوه محدود شدن آنها نشان داده شده است(حیدری و شریفی، ۱۳۸۸).
شکل۴-۹: جریان اتصال کوتاه، اندوکتانس معادل و نحوه محدود شدن آنها
۴-۴-محل نصب محدود کننده های جریان خطا
در بخش قبل در مورد روش های مختلف محدود کردن جریان خطا و ساختارهای مختلف آن بحث شد. موضوع مهم دیگر جایابی این تجهیزات در شبکه می باشد.همانطور که قبا اشاره شد وجود این محدود کننده ها در سیستم قدرت می تواند به طور محسوسی باعث کاهش هزینه های تعویض کلید و سایر تجهیزات گردد و حتی الامکان استفاده از کلیدهایی با مقادیر نامی پایین تر را فراهم می کند. این امر زمانی محقق می شود که این محدود کننده ها در مکان های مناسب خود در شبکه نصب شوند. در یک سیستم شعاعی مکان یک محدود کننده جریان اتصال کوتاه به آسانی قابل تشخیص می باشد اما در یک سیستم قدرت بهم پیوسته که دارای حلقه می باشد پیدا کردن مکان مناسب آن بدون محاسبه امکان پذیر نخواهد بود. بخصوص این امر زمانی پیچیده می شود که تعداد مکان های اتصال کوتاه در سیستم بیش از یک نقطه باشد. مخصوصا در سیستم های حلقوی که جریان جاری شده به نقطه اتصال کوتاه از بیش از یک خط جاری می شود و به راحتی با بهره گرفتن از یک محدود کننده قابل محدود سازی نمی باشد همچنین سطح اتصال کوتا ه ممکن است با تغییر شرایط پخش بار در نقاط مختلف شبکه تغییر کند. که در شبکه فولاد با توجه به شعاعی بودن شبکه می تواند در سه منطقه استفاده گردد(لی و همکاران، ۲۰۰۲).
استفاده از محدود سازهای جریان خطا برا ی کل باس بار که بیشترین استفاده را دارد و در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل ۴-۱۰- استفاده از محدود سازهای جریان خطا برا ی کل باس بار
در شکل زیر استفاده از محدود سازها را برای یک فیدر نشان میدهد.
شکل ۴-۱۱- استفاده از محدود سازهای جریان خطا برا ی یک فیدر

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  fotka.ir  مراجعه نمایید.