Abstract

This study presents a new structure of a solid-state inrush current limiter (SSICL) to mitigate the inrush current of transformers. The proposed SSICL has a series-parallel resonant structure that is formed by two resonant circuits tuned at the supply frequency. During the energisation of transformers, the SSICL offers very high impedance by the parallel resonant circuit; therefore inrush current is dramatically reduced. Under normal conditions, an SSICL exhibits very low impedance through the series resonant circuit. By energising the transformer, an auto-triggered silicon-controlled rectifier (SCR) circuit inserts the parallel resonance circuit in the transformer input terminals. In addition to the self-controlling capability, the proposed SSICL can be triggered by an external command. This effective remedy assures the proper operation of the transformer protection system. Therefore with a very simple structure, it has a fast and reliable performance as well as full control capability. A prototype single-phase SSICL is simulated by electro-magnetic transient program (EMTP) and tested. The simulation and experimental results show that the proposed SSICL considerably reduces the inrush current during the energisation process of the transformer

چکیده

این مقاله یک ساختار جدید از محدود کننده جریان هجومی حالت جامد برای کاهش جریان هجومی ترانسفرمرها ارائه می کند. ساختار ارائه شده یک ساختار رزونانسی سری-موازی دارد که از دو مدار تشدیدکننده تنظیم شده روی فرکانس منبع تشکیل شده است. هنگام برقدار شدن ترانسفرمر٬‌SSICL از طریق مدار تشدید موازی امپدانس بالایی ارائه می دهد٬ بنابراین٬‌جریان هجومی به شدت کاهش می یابد. تحت شرایط عادی٬ SSICL از طریق مدار تشدید سری امپدانس پایینی نشان می دهد. با برق دار شدن ترانسفرمر٬ یک مدار یکسوکننده کنترل شده با سیلیکون که به صورت خودبخود راه اندازی می شود٬ مدار تشدید موازی را در ترمینال های ورودی ترانسفرمر قرار می دهد. علاوه بر توانایی خودکنترل کنندگی٬ SSICL ارائه شده را می توان با یک دستور خارجی راه اندازی کرد. این راه حل موثر٬ عملکرد مناسب سیستم محافظت ترانسفرمر را تضمین می کند. بنابراین٬ ساختار ارائه شده یک ساختار بسیار ساده است که عملکرد بسیار سریع و قابل اطمینان و همچنین توانایی کنترل کاملی دارد. یک SSICL تک فاز نمونه با EMTP شبیه سازی و تست شده است. نتایج تست و شبیه سازی نشان می دهند که SSICL ارائه شده جریان هجومی در طول فرایند برق دار شدن ترانسفرمر را به شدت کاهش می دهد.

1-مقدمه

جریان هجومی یک ترانسفرمر یک جریان گذرای مغناطیس کننده است که زمانی رخ می دهد که ترانسفرمر روشن باشد. زمانی که ترانسفرمر در شرایط بی باری روشن شود٬ شارژ آن ساخته می شود و هسته وارد ناحیه اشباع می شود. در نتیجه٬‌جریان هجومی در سیم پیچ های اولیه ترانسفرمر جاری می شود. این جریان با دامنه بالا معمولا نامتعادل است و پر از هارمونیک هایی با مولفه های DC قابل توجه است...