استفاده از محدودسازهای جریان خطا بین دو باس بار متصل به هم که در این حالت باس باری که دچار اتصال کوتاه می شود جریان خطا فقط از یک ترانس به سمت آن جاری می شود.
شکل ۴-۱۲- استفاده از محدود سازهای جریان خطا بین دو باسبار
۴-۵- مدل محدودسازی نوع ترانسفورماتوریک و عملکرد آن
در مر جع (جانوسکی و همکاران،۲۰۱۱) هر دو نوع القایی SFCLs ها و نوع ترانسفورماتوری SFCLs به هسته آهنی نیاز دارند. در هر دو، جریان خطا از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه منتقل می شود. تفاوت در سیم پیچ ثانویه است . مواد ابررسانا برای هر نوع از SFCL باید دارای دو مقدار بالا از مقاومت در حالت مقاومتی و چگالی جریان بحرانی بالا باشند. که SFCL ترانسفورماتوری را می توان با بهره گرفتن از هر نوع عناصر HTS تجاری ساخت. نوع القایی SFCLs نیاز به مواد HTS با مقدار بزرگی از دارد .
عناصر ابررسانا SFCLs دارای شرایط کار درحالت ابررسانای و در حالت مقاومتی ، و همچنین درحالت گذرا می باشند. الزامات مربوط به ابررساناهای SFCLs متفاوت از ابر رساناهای است که برای سایر دستگاه های ابررسانایی استفاده می شود. فقط مواد ابررسانایی با مقدار بالای مقاومت در حالت مقاومتی و مقداربالای جریان بحرانی را می توان در ساخت SFCL مورد استفاده قرار داد.
عناصر ابررسانا از SFCLs ها معمولا در دمای نیتروژن مایع ( K77.4 ) و تحت میدان مغناطیسی خودش کار می کند. سه پارامتر ابررساناها ها : چگالی جریان بحرانی ( در K77.4 و میدان خودش ) ، مقاومت درحالت مقاومتی ( در K77.4) و مقاومت در حالت ابررسانایی ( در K77.4 ) ، از مهم ترین پارامترها از دید SFCL می باشند. مقاومت در حالت ابررسانایی برای تمام ابررساناها در جدول یک کمتر ازΩm اهم است.
در مرجه (جانوسکی و همکاران ، ۲۰۰۷) نوع القایی SFCLs و نوع ترانسفورماتوری SFCLs بسیار مشابه هستند و هر دو را می توان به عنوان ” نوع ترانسفورماتوری ” نامید. هر دو نیاز به هسته آهنی دارند. در هر دو، جریان خطا از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه منتقل می شود. تفاوت در سیم پیچ های ثانویه است .
جدول ۴-۱: پارامترهایی (درK 77.4 و میدان خودش )از مواد ابررسانای تجاری برای SFCLs
۴-۵-۱- نوع القایی SFCL
نوع القایی SFCL شامل سیم پیچ اولیه مسی و سیم پیچ ثانویه ابرسانا اتصال کوتاه شده است و غوطه ور در یک سرما سنج و نیتروژن مایع سرد می باشد(K 77.4 ). سیم پیچ ابررسانای دمای بالا ( HTS ) ممکن است با بهره گرفتن از نوار ابررسانا و یا مواد فله مانند لوله ساخته شود(جانوسکی و همکاران ، ۲۰۰۷) .
مقاومت سیم پیچ های HTS با معادله داده شده در زیر بدست می آیند :
( ۱ )
که در آن: ، مقاومت و مقاومت ویژه سیم پیچ HTS در حالت مقاومتی در دمای K77.4 و و قطر و سطح مقطع سیم پیچ های HTS می باشند.
رابطه بین سطح مقطع سیم پیچ HTS وچگالی جریان بحرانی ابررساناها بر اساس معادله زیر بدست می آید :
( ۲ )
که در آن : N تعداد دور سیم پیچ های اولیه ( تعداد دور سیم پیچ ثانویه =۱)، جریان سوئیچینگ و چگالی جریان بحرانی ابررسانا می باشند. جریان سوئیچینگ جریانی از سیم پیچ اولیه است که باعث ایجاد شار جریان بحرانی درسیم پیچ ثانویه می شود .
تغییر ولتاژ به صورت زیر انجام می شود :
( ۳ )
که در آن: فرکانس، حداکثر چگالی شار مغناطیسی ، سطح مقطع هسته آهنی است . با معرفی (۳) و (۲)،(۱)
ما به دست میاوریم:
( ۴)
که در آن: قدرت محدود کننده برای جریان سوئیچینگ. معادله (۴) نشان می دهد که مقاومت سیم پیچهای ابررسانا بستگی به ابررسانا و ابعاد و قدرت محدود کننده دارد .
۴-۵-۲- نوع ترانسفورماتوری SFCL
در(جانوسکی و همکاران ، ۲۰۰۷) نوع القایی ابررسانای محدود کننده جریان خطا با سیم پیچ ثانویه مسی اتصال کوتاه شده توسط HTS ” مقاومت ” که در سرما سنج با نیتروژن مایع قرار می گیرد که SFCL نوع ترانسفورماتوری نامیده می شود],[۵] [۶٫ شکل زیر طرح کلی از این نوع SFCL را نشان می دهد [۲].
شکل ۴-۱۳: شماتیک ترانسفورماتور SFCL
این محدوده کننده دارای دو بریکراست : که اولی (۱ ) برای حفاظت شبکه و دومی (۲) برای حفاظت HTS از دمای بالا است. بریکر دوم ممکن باز شود حتی هنگام محدود کردن جریان اتصال کوتاه و امپدانس محدود شده حلقه اتصال کوتاه ، تغییر نخواهد کرد.
با تغییر مقدار دور (نسبت تبدیل ) استفاده از محدود کننده را در رنج گسترده ای از جریان عملکرد ممکن می سازد. HTS ” مقاومت ” به شکل کویل HTS ساخته می شود. برای چک کردن مکانیکی، حرارتی، پایه و مشکلات اتصال در حالت گذرا کویل HTS آزمایشی را (شکل زیر) با پارامترهای موجود در جدول V ساخته شده است. این کویل HTS با نوار Bi-2223/Ag ، ساخته شده است. قرقره سیم پیچ HTS ، از مواد پلیامید ERTALON 6 SA ساخته شد.
جدول ۴-۲: پارامترهای الکتریکی ترانسفورماتور برای ساخت ترانسفورماتور نوع SFCL
شکل ۴-۱۴: HTS تست شده ” مقاومت” شکل سیم پیچ HTS برای ترانسفورماتورSFCL
جدول ۴-۳: پارامترهای HTS “مقاومت” سیم پیچ برای ترانسفورماتور SFCL
این مواد دارای مشخصات استحکام بالا و مقاومت مکانیکی، ثبات بالا از شکل ، استقامت حرارتی خوب و مقاومت سایشی ، مقاومت الکتریکی بسیار خوب ، میرا کردن نوسانات بالا و مقاومت به ضربه بسیار بالا هستند.
مقاومت HTS ” مقاومت ” در شکل سیم پیچ داده شده است
توسط:
( ۵ )
که در آن: مقاومت و مقاومت ویژه از HTS درحالت مقاومتی در دمای K77.4 و طول و سطح مقطع از نوارHTS می باشند. رابطه متقابل سطح مقطع نوار HTS و چگالی جریان بحرانی ابررساناها بر اساس معادله زیر داده شده اند :
( ۶)

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