آمار
| تعداد نشریات | 36 |
| تعداد شماره‌ها | 1,192 |
| تعداد مقالات | 8,579 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,988,681 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,032,527 |
طراحی بهینه و تحلیل یک محدودکننده جریان خطای الکترومغناطیسی مبتنی بر راکتور متغیر دورانی | ||
| الکترومغناطیس کاربردی | ||
| دوره 11، شماره 1 - شماره پیاپی 26، خرداد 1402، صفحه 115-126 اصل مقاله (1.42 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| سید امین فضل جو1؛ علی اکبر دامکی علی آباد* 2 | ||
| 1دانشجوی دکترا، دانشگاه یزد، یزد، ایران | ||
| 2دانشیار، دانشگاه یزد، یزد، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 24 مهر 1401، تاریخ بازنگری: 12 دی 1401، تاریخ پذیرش: 15 اسفند 1401 | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله طراحی بهینه و تحلیل یک محدودکننده جریان خطای الکترومغناطیسی جدید با حرکت دورانی ارائه شده است. از ویژگی‌های این محدودکننده ساختار ساده، هزینه ساخت و نگهداری کم، سرعت عملکرد مطلوب و بازگشت آسان و سریع به شرایط اولیه بعد از رفع خطا است. این محدودکننده از دو سیم‌پیچ هسته هوایی کروی شکل با قابلیت چرخش آزادنه حول محور شعاعی تشکیل شده است. در شرایط عادی به دلیل وجود اندوکتانس متقابل منفی بین دو سیم‌پیچ اندوکتانس کل محدودکننده دارای کمترین مقدار است. با رخ دادن خطا بر اثر نیروهایی که بین دو سیم‌پیچ ایجاد می‌شود این سیم‌پیچ‌ها به صورت خودکار نسبت به هم چرخیده و اندوکتانس کلی محدودکننده به سرعت افزایش می‌یابد و جریان خطا محدود می‌گردد. در این مقاله جهت طراحی بهینه محدودکننده، تاثیر تمامی پارامتر‌های محدودکننده مانند شعاع، ارتفاع، ضخامت، تعداد دور و زاویه اولیه سیم‌پیچ‌ها مورد بررسی قرار گرفته و به منظور دستیابی به بیشترین اندوکتانس نهایی و بیشترین سرعت عملکرد مقدار مناسبی برای آنها تعیین شده است. جهت تحلیل محدودکننده طراحی شده از دو روش المان محدود و روابط تحلیلی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهد محدودکننده طراحی شده عملکرد بهتری نسبت به طرح اولیه داشته و از سرعت عملکرد و اندوکتانس نهائی خوبی برخوردار است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| محدودکننده جریان خطای الکترومغناطیسی؛ اندوکتانس محدودکننده؛ حرکت دورانی؛ سرعت عملکرد؛ بهینه سازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optimal Design and analysis of an electromagnetic fault current limiter based on rotating variable reactor | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Seyed Amin Fazljoo1؛ Ali Akbar Damaki Aliabad2 | ||
| 1PhD student, Yazd University, Yazd, Iran | ||
| 2Associate Professor, Yazd University, Yazd, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, a new electromagnetic fault current limiter with rotary motion is presented. The features of this limiter are its simple structure, low construction and maintenance cost, optimal performance speed, and easy and quick return to initial conditions after the error is corrected. This limiter consists of two spherical air core coils with the ability to rotate freely around the radial axis. In normal conditions, due to the presence of negative mutual inductance between two coils, the total inductance of the limiter has the lowest value. When a fault occurs due to the forces created between two coils, these coils are automatically rotated relative to each other, and the limiting inductance increases rapidly, and the fault current is limited. In this article, for the optimal design of the limiter, the effect of all the limiting parameters such as radius, height, thickness, number of turns and the initial angle of the coils has been investigated and in order to achieve the highest final inductance and the highest operating speed, a suitable value is determined. The results of the simulation show that the designed limiter has a better performance than the initial design and has a good performance speed and final inductance. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Electromagnetic Fault Current Limiter, Limiter Inductance, Rotational motion, Performance Speed, Optimization | ||
| مراجع | ||
|
[1] D. Sharma, K. B. Sahay, “Basic Concepts of Superconducting Fault Current Limiter,” in IEEE International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES), India, July. 2016. [2] B. V. Vaishnavi, R. S. A. Suji, D. P. Trivenishree, N. Nidha, G. J. Sowmya, “Superconducting Fault Current Limiter & Its Application,” International Journal of Scientific & Engineering Research, vol. 7, no. 5, May. 2016. [3] V. V. Rao, and S. Kar, “Superconducting Fault Current Limiters-A Review,” Indian Journal of Cryogenics, vol. 36, No. 1, pp. 14 25, Jan. 2011. [4] M. Young, W. Hassenzahl, “Superconducting Fault Current Limiters: Technology Watch 2009,” Electric Power Research Institute(EPRI), Palo Alto,2009 [5] L. Ye, and A. Campbell, “Behavior Investigation of Superconducting Fault Current Limiters in Power Systems,” IEEE Transaction on Applied Superconductivity, vol. 16, no. 2, pp. 662-665, 2006. [6] S. S. Kalsi, and A. Malozemoff, “HTS Fault Current Limiter Concept,” in IEEE Power Engineering Society General Metting, USA, June 2004. [7] H. P. Kraemer, A. Bauer, M. Frank, P. V. Hasselt, P. Kummeth, M. Wohlfart, Ch. Schacherer, T. Arndt, Th. Janetschek, “ASSiST–a Superconducting Fault Current Limiter in a Public Electric Power Grid,” Transactions on Power Delivery, vol. 37, no. 1, pp. 612-618, February 2022. [8] W. Song, X. Pei, J. Xi, and X. Zeng, “A novel helical superconducting fault current limiter for electric propulsion aircraft,” Transactions on Transportation Electrification, vol. 7, no. 1, pp.276-286, March 2021. [9] C. A. Ordóñez, A. G. Expósito, J. M. M. Ortega, “Series Compensation of Transmission Systems: A Literature Survey,” MDPI Energies Journal, vol. 14, no. 6, March. 2021. [10] D. Philpott, L. Qi, “Solid-State Fault Current Limiters for Residential Houses and Commercial Buildings,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 55, no. 4, pp. 3431-3436, Jul-Aug. 2019. [11] A. Abramovitz, and K. M. Smedley, “Survey of Solid-State Fault Current Limiters,” IEEE Transaction on Power Electronics, vol. 27, no. 6, pp. 2770-2782, June 2012. [12] M. M. R. Ahmed, G. A. Putrus, L. Ran, and L. Xiao, “Harmonic analysis and improvement of a new solid-state fault current limiter,” IEEE Transaction on Industry Applications, vol. 40, no. 4, July-August 2004. [13] T. Ueda, M. Morita, H. Arita, J. Kida, Y. Kurosawa, T. Yamagiwa, “Solid State Current Limiter for Power Distribution System,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 8, no. 4, pp. 1796-1801, October 1993. [14] A. M. A. Ibrahim, I. Hamdan, S. F. Al-Ghatani, H. S. Hussein, L. S. Nasrat, and M. A. Ismaeil, “Optimal shunt-resonance fault current limiter for transient stability enhancement of a grid-connected hybrid pv/wind power system,” IEEE Access, vol. 9, pp. 126117 - 126134, September 2021. [15] R. Wang, Y. Chen, J. Chen, L. Liang, L. Peng, “Plug-in Gate-loop Compensators for Series-connected IGBT Drivers in a Solid-state Fault Current Limiter,” CSEE Journal of Power and Energy Systems, vol. 8, no. 1, January 2022. [16] Y. Zhong, Y. Xie, Y. Liu, H. Ye, J. Yuan, H. Zhou, and L. Wei, “A Novel Multi-Function Saturated-Core Fault Current Limiter,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 55, no. 6, June 2019. [17] L. Jiang, JX. Jin, XY. Chen, “Fully Controlled Hybrid Bridge Type Superconducting Fault Current Limiter,” IEEE Transaction on Applied Superconductivity, vol. 24, no. 5, Oct. 2014. [18] Hoshino T, Muta I, Nakamura T, Salim KM, Yamada M. “Non-inductive variable reactor design and computer simulation of rectifier type superconducting fault current limiter,” IEEE Transaction on Applied Superconductivity, vol.15 no.2, pp. 2063–2066, June. 2005. [19] S. H. Lim, H. G. Kang, H. S. Choi, S. R. Lee, and B. S. Han, “Current Limiting Characteristics of Flux-Lock Type High-TC Superconducting Fault Current Limiter with Control Circuit for Magnetic Field,” IEEE Transaction on Applied Superconductivity, vol. 13, no. 2, pp. 2056-2059, June 2003. [20] M. Eladawy, I. A. Metwally, “A novel five-leg design for performance improvement of three-phase presaturated core fault-current limiter,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 54, no. 7, pp. 1-10, July 2018. [21] H. He, Y. Wu, Z. Yang, P. Zhao, X. Zhu, C. Niu, and M. Rong, “Study of liquid metal fault current limiter for medium-voltage DC power systems,” IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, vol. 8, no. 8, pp.1391–400, Aug. 2018. [22] A. Pellecchia, D. Klaus, G. Masullo, R. Marabotto, A. Morandi, M. Fabbri, C. Goodhand, and J. Helm, “Development of a saturated core fault current limiter with open magnetic cores and magnesium diboride saturating coils,” IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 27, no. 4, pp.1–7. June 2017. [23] J. Yuan, H. Zhou, Y. Zhong, P. Gan, Y. Gao, K. Muramatsu, Z. Du, and B. Chen, “Performance investigation on DCSFCL considering different magnetic materials,” AIP Advances, vol. 8, no.5, December 2017. [24] P. A. Commins, J. W. Moscrop, “Analytical nonlinear reluctance model of a single phase saturated core fault current limiter,” IEEE Transactions Power Delivery, vol. 28, no. 1, pp. 450-457, January 2013. [25] A. Damaki Aliabad, and S. Hajhoseini Zarchi, “Optimal design and analysis of a variable reactor fault current limiter,” IET Electric Power Applications, vol. 11, pp. 1-8, July 2017. [26] E. S. Ibrahim, “Electromagnetic Fault Current Limiter,” Electric Power System Research, pp. 189-194, 1997. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,784 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,062 |
||