أصبح المحول المعياري “متعدد المستويات” (MMC) من أبرز طوبولوجيا المحولات لتطبيقات التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) والتيار المستمر متعدد الأطراف (MTDC).
أهمية نمذجة المحول الكهربائي تحت عطل التيار المستمر
يجب مراعاة أداء المحولات المعرضة لخطأ التيار المستمر عند تطوير شبكات التيار المستمر، بحيث تعد قابلية التعرض لخطأ في دائرة قصر التيار المستمر، ولا سيما الضرر المحتمل الناجم عن المحول (IGBTs) بسبب التيار الزائد، وهي مشكلة يجب معالجتها، وعلى هذا النحو تم بذل جهود للتحقيق في الاستجابات للخطأ والحماية الكهربائية.
وفي هذا السياق؛ سيكون توافر نموذج تحليلي لـ (MMC) تحت حالة خطأ (DC) أمراً ذا قيمة كبيرة، بحيث سيوفر نظرة متعمقة للمعلمات التي تؤثر على التيار الزائد والجهد الزائد، وبفضل النمذجة التحليلية؛ أصبحت التركيبات الهندسية لتصميم النظام وتكوين قاطع الدائرة متاحة، مما يوفر معلومات قيمة لكل من الشركات المصنعة ومشغلي النظام، كذلك لقد حفزت هذه الملاحظة النمذجة التحليلية الموصوفة في الدراسات.
أهمية الوحدات الفرعية في نمذجة المحول الكهربائي
تعتبر الوحدة الفرعية التي يُشار إليها بواسطة (SM) في الشكل التالي لبنة بناء مهمة في (MMC)، بحيث تتوفر الوحدات الفرعية في العديد من المتغيرات، ومن بين هذه المتغيرات وأكثرها شيوعاً هي الوحدة الفرعية نصف الجسر لمزاياها من حيث التكلفة الأولية المنخفضة والكفاءة العالية، وعند استخدام الوحدة الفرعية نصف الجسر؛ يكون (MMC) عرضة لأعطال دائرة قصر التيار المستمر، ومن بينها خطأ القطب إلى القطب الأكثر خطورة.
وأثناء خطأ القطب إلى القطب؛ يحدث تيار زائد في المحول بسبب انخفاض جهد ارتباط التيار المستمر، حيث أن معدل تغيير التيارات الصدع محدود بواسطة محاثات الذراع، وعند اختيار تصميم ملائم لمحاثة الذراع؛ فإنه يجب مراعاة قدرة التحميل الزائد للترانزستورات ثنائية القطب المعزولة (IGBTs)، وذلك نظراً لأن (IGBTs) في أذرع المحول لها قدرة تحميل زائدة محدودة وقد تتضرر بسبب التيارات الكبيرة، كما أنه يتم التخلص من تيارات العطل في النهاية عن طريق فتح قواطع دائرة التيار المتردد (CBs).
