تعيين يك مدل دقيق ترانسفورماتور جريان براي آناليز حالت هاي گذراي الكترومغناطيسي در طي خطاهاي الكتريكي

Determination of an Accurate Current Transfomer Model for the Analysis of Electromagnetic Transient During Electrical Faults

چكيده: پيش بيني عملكرد يك ترانسفورماتور جريان تحت شرايط گذرا براي حفاظت مناسب مورد نياز است. هنگامي كه يك خطاي اتصال كوتاه در شبكه برق رخ مي دهد ترانسفورماتورجريان به اشباع رفته و منجر به منحرف شدن جريان ثانويه مي شود. درنتيجه اين كار عملكرد رله هاي حفاظتي را تحت تاثير قرار داده و رله هاي حفاظتي به طور ناخواسته عمل مي كنند. بنابراين براي بررسي عملكرد رله هاي حفاظتي در شرايط اتصال كوتاه نياز به يك مدل دقيق ترانسفورماتور جريان مي باشد. در اين مقاله يك مدل دقيق رياضي براي يك ترانسفورماتور جريان جهت پيش بيني عملكرد گذرا با يك بار مختلط شامل اندوكتانس و مقاومت با در نظر گرفتن اشباع هسته بيان مي شود. يك ترانسفورماتور جريان نمونه با نسبت تبديل 5/1200 با جريان هاي خطا افست حداكثر شبيه سازي شده و پاسخ جريان ثانويه و شار براي مقدارهاي مختلف امپدانس بار محاسبه مي شود. در اين مقاله الگوريتم پيشنهادي جهت مدل كردن دقيق ترانسفورماتور جريان ارايه مي شود و نتايج بدست آمده از الگوريتم پيشنهادي با نتايج حاصل از نرم افزار ATP-EMTP مقايسه مي شوند. همچنين نتايج حاصل ازاين شبيه سازي ها با نتايج حاصل از مدل ترانسفورماتور جريان كميته حفاظت سيستم قدرت IEEE مقايسه مي شوند. نتايج بدست آمده صحت و دقت الگوريتم پيشنهادي را نشان مي دهد.

Abstract: It is necessary to predict the performance of a current transformer under transient conditions for appropriate protection. When a short circuit fault in the power system occurs, the current transformer approaches to saturation region and will be led to the secondary current distortion. Hence, it affects the protective relays operation and as a result, maloperation will occur for the protective relays. Thus, it needs an accurate model of current transformer under short circuit in order to analyze the protective relays operation. In this paper, An Accurate mathematical model is developed for a current transformer to predict the transient performance with a complex burden consisting of inductance and resistance, taking core saturation into account. A typical 1200/5 A current transformer will be simulated with various maximum offset fault currents. The secondary current and flux response will be computed for different values of burden impedance. To validate the method a comparison is made with ATP-EMTP time domain simulation program and with IEEE power system relaying committee current transformer model. The results give excellent agreement with the time domain simulation and IEEE model.