مقدار هارمونیک دوم در جریان‌های هجومی ترانسفورماتورها- آنالیز و راه حل های عملی برای عملکرد مطمئن حفاظت: Low second-harmonic content in transformer inrush currents – Analysis and practical solutions for protection security

:Abstract

This paper addresses the security of transformer differential protection with low levels of second harmonic during magnetizing inrush conditions.

The paper explains the phenomenon of ultrasaturation causing the second harmonic to drop below the traditional 15 to 20 percent setting levels and points to possible causes of and conditions for ultrasaturation. A number of field cases are presented and discussed in addition to the engineering analysis of the problem. The paper outlines several simple solutions to address the security problem while minimizing the adverse impact on dependability. Further, the paper presents a new method for inrush detection that considerably improves security without diminishing dependability. Finally, a method to accelerate operation of transformer differential protection is presented.

مقدار هارمونیک دوم کم در جریان‌های هجومی ترانسفورماتور – آنالیز و راه حل های عملی برای عملکرد مطمئن حفاظت

در این مقاله به بررسی عملکرد صحیح رله دیفرانسیل ترانسفورماتور در زمان راه اندازی پرداخته شده است. جریان هجومی ترانسفورماتورهای قدرت در لحظه برقداری موجب عملکرد نامناسب رله های دیفرانسیل می شود. در رله های حفاظتی مدرن، رله هاي دیفرانسیل قابلیت سنجش نسبت هارمونیک دوم به هارمونیک اصلی را دارا می باشند و به همین دلیل، در زمان راه اندازی ترانسفورماتورها؛ جریان هجومی تشخیص داده شده و از عملکرد نامناسب رله جلوگیري می کند. تشخیص این امر با توجه به کاهش هارمونیک دوم به زیر 15 تا 20 درصد سطح تنظمات مرسوم صورت می گیرد.  در این مقاله چند راه حل های ساده برای حل این مشکل ارائه شده است.

در شکل زیر نمودار جریان فاز و هارمونیک های دوم، سوم، چهارم و پنجم در هنگام برقدار شدن ترانسفورماتور سه فاز نشان داده شده است.

.IEEE conference 2014

https://ieeexplore.ieee.org/document/6799037

جریان‌های هجومی مغناطیس شونده دارای هارمونیک های زوج و فرد زیاد است. در مقاله زیر، جدول ارائه شده به منظور مقایسه دامنه های هارمونیک های مختلف در مقایسه هارمونیک اصلی(100٪) نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می شود در زمان مغناطیس شوندگی جریان هارمونیک دوم دارای بیشتر مقدار در حدود 63 درصد می باشد و همین مقدار باعث جلوگیری از عملکرد رله های حفاظتی می شود.

A. Guzman, S. Zocholl, G. Benmouyal, and H. J. Altuve, “Performance Analysis of Traditional and Improved Transformer Differential Protective Relays”, SEL Technical Papers

سجاد