Nghiên cứu số lượng và kích thước khe hở trên trụ của cuộn kháng bù ngang dùng trong lưới điện cao áp và siêu cao áp
288 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.80.2022.23-30Từ khóa:
Cuộn kháng bù ngang, Phương pháp giải tích, Phương pháp phần tử hữu hạn, Số lượng khe hở, Kích thước khe hở, Điện cảmTóm tắt
Các khe hở được thiết kế trên trụ của cuộn kháng bù ngang để tăng từ trở mạch từ, tăng năng lượng tích trữ và đạt công suất phản kháng theo yêu cầu. Thể tích của khe hở phụ thuộc vào công suất của cuộn kháng bù ngang. Trong thực tế, máy có công suất càng lớn thì thể tích và chiều dài khe hở càng lớn. Tuy nhiên, từ trường tản xung quanh khe hở xuất hiện ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số điện cảm, điều này sẽ ảnh hưởng đến công suất phản kháng của cuộn kháng hấp thụ từ lưới điện. Đối với khe hở có chiều dài lớn, từ thông tản xung quanh khe hở sẽ có bán kính lớn và sẽ móc vòng vào cuộn dây, dẫn đến giá trị điện cảm tổng lớn. Do đó, việc chia khe hở có chiều dài lớn thành các khe hở nhỏ hơn phân bố trên trụ sẽ giảm được giá trị điện cảm tổng. Số lượng khe hở cần chia nhỏ phụ thuộc vào công suất của cuộn kháng và điện áp lưới điện. Trong bài báo này, nhóm tác giả kết hợp giữa phương pháp giải tích dựa trên lý thuyết về mô hình mạch từ để xác định các thông số chính của cuộn kháng, sau đó áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để xác định số lượng và kích thước khe hở phù hợp trên trụ của cuộn kháng bù ngang.
Tài liệu tham khảo
[1]. N. Petcharaks, C. Yu, and C. Panprommin, “A study of Ferranti and energization overvoltages case of 500 kV line in Thailand,” in 1999 Eleventh International Symposium on High Voltage Engineering, vol. 1, pp. 291–294 vol.1. doi: 10.1049/cp:19990564, (1999).
[2]. G. Chavan, S. Acharya, S. Bhattacharya, D. Das, and H. Inam, “Application of static synchronous series compensators in mitigating Ferranti effect,” in 2016 IEEE Power and Energy Society General Meeting (PESGM), pp. 1–5. doi: 10.1109/PESGM.2016.7741380, (2016).
[3]. Reshma Tarannum and Rashmi Singh, “Reducing Ferranti Effect in Transmission Line using Dynamic Voltage Restorer,” International Conference on Science and Engineering for Sustainable Development (ICSESD-2017), pp. 45–50, (2017).
[4]. Zahra Norouzian, “Shunt Reactors: Optimizing Transmission Voltage System,” ABB Transformers and Reactors. ABB Transformers and Reactors, (2016).
[5]. Jinhao Hu, Pei Yuan, Xin Li, and Yun Liu, “Analysis on the Necessity of High-Voltage Shunt Reactors in Power Grid,” 2020 10th International Conference on Power and Energy Systems (ICPES), 2020, pp. 83-87, doi: 10.1109/ICPES51309.2020.9349640., (2020).
[6]. C. S. Indufiar, “Required Shunt Compensation for an EHV Transmission Line Sending-end System,” in IEEE Power Engineering Review, vol. 19, no. 9, pp. 61-62, doi: 10.1109/MPER.1999.1236746, (1999).
[7]. J. Hu, P. Yuan, X. Li, and Y. Liu, “Analysis on the Necessity of High-Voltage Shunt Reactors in Power Grid; Analysis on the Necessity of High-Voltage Shunt Reactors in Power Grid,” 2020 10th International Conference on Power and Energy Systems (ICPES), doi: 10.1109/ICPES51309.2020.9349640/20/, (2020).
[8]. R. Jez, “Influence of the Distributed Air Gap on the Parameters of an Industrial Inductor,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 53, no. 11, doi: 10.1109/TMAG.2017.2699120, (2017).
[9]. M. Christoffel, “The Design and Testing of EHV Shunt Reactors,” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-86, no. 6, pp. 684–692, doi: 10.1109/TPAS.1967.291879, (1967).
[10]. A. Ayachit and M. K. Kazimierczuk, “Sensitivity of effective relative permeability for gapped magnetic cores with fringing effect,” IET Circuits, Devices and Systems, vol. 11, no. 3, pp. 209–215, doi: 10.1049/iet-cds.2016.0410, (2017).
[11]. L. M. Escribano, R. Prieto, J. A. Oliver, J. A. Cobos, and J. Uceda, “New modeling strategy for the fringing energy in magnetic components with air gap,” APEC. Seventeenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (Cat. No.02CH37335), vol. 1, pp. 144–150, doi: 10.1109/APEC.2002.989240, (2002).
[12]. V. Valchev, A. van den Bossche, and T. Filchev, “2-D FEM Tuned Analytical Approximation for Fringing Permeances,” Scientific Computing in Electrical Engineering. Mathematics in Industry, vol. 4, doi: doi.org/10.1007/978-3-642-55872-6_44, (2004).
[13]. T. P. Minh et al., “Finite Element Modeling of Shunt Reactors Used in High Voltage Power Systems,” Engineering, Technology & Applied Science Research, vol. 11, no. 4, pp. 7411–7416, doi: 10.48084/etasr.4271, (2021).
[14]. Phạm Minh Tú, Bùi Đức Hùng, Trần Văn Thịnh, Đặng Quốc Vương, Phùng Anh Tuấn, and Đặng Chí Dũng, “Nghiên cứu ảnh hưởng của số lượng khe hở đến giá trị điện cảm của cuộn kháng bù ngang,” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, vol. 226, no. 11, pp. 268–276, (2021).
[15]. Pham Minh Tu, Bui Duc Hung, Tran Van Thinh, Dang Chi Dung, and Dang Quoc Vuong, “Investigating Effects of Distance Air-Gaps on Iron-Core Shunt Reactors,” in Advances in Engineering Research and Application, pp. 545–557, (2022).
[16]. A. Balakrishnan, W. T. Joines, and T. G. Wilson, “Air-Gap Reluctance and Inductance Calculations for Magnetic Circuits Using a Schwarz-Christoffel Transformation,” in IEEE Transactions on Power Electronics, doi: 10.1109/63.602560., vol. 12, no. 4, pp. 654–663, (1997).
