ضبط المحول الكهربائي تحت عطل التيار المستمر

اقرأ في هذا المقال


تظهر نمذجة المحول ثلاثي الطور، بحيث يحتوي كل ساق من ذراعين متصلين في سلسلة، كما يحتوي الذراع على (N) من الوحدات الفرعية المتطابقة.

شرح مبادئ ضبط المحولات تحت عطل التيار المستمر

يظهر النموذج الرياضي لـ (MMC) في حالة ثابتة، بحيث يتم تمثيل الفولتية الناتجة عن سلسلة الوحدات الفرعية في أذرع المرحلة (A) بواسطة (vua) و (vla)، حيث يشير الحرفان (u ،l) إلى الذراعين العلوي والسفلي، وبالمثل يتم الإشارة إلى تيارات الذراع العلوية والسفلية في المرحلة (A) بواسطة (iua ،ila).

strun1-3209553-large-1

كما يتم الإشارة إلى الجهد الطرفي للتيار المتردد للمحول وتيار شبكة التيار المتردد في الطور (a) على التوالي بواسطة (vta ،isa)، بينما الجهد الطرفي للتيار المستمر هو (vdc)، كذلك يمكن الحصول على الفولتية الطرفية (DC) و (AC) بواسطة قانون الجهد (Kirchhoff) على النحو:

Untitled-3

حساب عملية تموج الفولتية للمكثفات الكهربائية

اعتماداً على إشارة التبديل الصادرة عن وحدة التحكم إلى الوحدة الفرعية؛ فإنه يتم إدخال مكثف الوحدة الفرعية في الذراع أو يتم تجاوزه، لذلك قد يتم تفريغ المكثفات المُدخلة أو شحنها وفقًا لقطبية تيار الذراع. بسبب إجراءات التحويل، بحيث تظهر جهود تموج المكثفات عند طرف التيار المتردد للوحدة الفرعية، وذلك الأخذ في الاعتبار الوحدات الفرعية (N) في ذراع واحد، كما يتم إعطاء الفولتية الإجمالية للتموج حتى الحد الثالث على التوالي للذراع العلوي والذراع السفلي بواسطة المعادلات التالية:

Untitled-4

وكما هو موضح في الشكل التالي (2-A)؛ فإنه من الشائع توصيل ثايرستور واحد بالتوازي مع منفذ التيار المتردد للوحدة الفرعية، بحيث يتدفق تيار العطل بعد ذلك عبر الثايرستور (S2) بالتوازي مع الصمام الثنائي (D2)، وعادة ما يكون الثايرستور الفردي كافياً إذا كان الهدف هو حماية الصمام الثنائي من التيار الزائد، كما توفر مفاتيح الثايرستور المزدوجة، كذلك تؤمن مساراً لكل من تيارات الذراع الإيجابية والسلبية، وبالتالي لا يمكن لتيار التيار المتردد أن يغذي شبكة التيار المستمر بفضل الهيكل المتماثل للمحول.

strun2-3209553-large

المصدر: S. Du, A. Dekka, B. Wu and N. Zargari, Modular Multilevel Converters: Analysis Control and Applications, Hoboken, NJ, USA:Wiley, 2018.X. Li, Q. Song, W. Liu, H. Rao, S. Xu and L. Li, "Protection of nonpermanent faults on DC overhead lines in MMC-based HVDC systems", IEEE Trans. Power Del., vol. 28, no. 1, pp. 483-490, Jan. 2013.D. Jovcic, High Voltage Direct Current Transmission: Converters Systems and DC Grids, Chichester, West Sussex, U.K.:Wiley, 2015.C. Oates, "Modular multilevel converter design for VSC HVDC applications", IEEE Trans. Emerg. Sel. Topics Power Electron., vol. 3, no. 2, pp. 505-515, Jun. 2015.


شارك المقالة: