مدلسازی و کاهش اثرات پدیده فرورزونانس در ترانسفورمرهای ولتاژ فشار متوسط

ﭼﻜﻴﺪه

وﻗﻮع ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﻳﻚ ﻣﻨﺒﻊ آﺳــﻴﺐ اﺳــﺖ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ اﺿــﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ در ﺗﺮاﻧﺴــﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر وﻟﺘﺎژ (VT) و ﺟﺪاﻛﻨﻨﺪه ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺷــﺒﻜـﻪ ﻣﻲﺷــﻮد. ﻓﺮورزﻧـﺎﻧﺲ ﻳـﻚ ﭘـﺪﻳـﺪه رزوﻧـﺎﻧﺲ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ اﺳــﺖ ﻛـﻪ ﺑﻴﻦ ﺧـﺎزن ﺷــﺒﻜـﻪ و اﻧـﺪوﻛﺘـﺎﻧﺲ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ در ﻫﻨﮕﺎم اﺷـﺒﺎع رخ ﻣﻲدﻫﺪ. اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎﻋﺚ ﮔﺮم ﺷـﺪن ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ، وارد ﺷـﺪن ﻧﻴﺮوى دﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻲ زﻳﺎد ﺑﻪ ﺳـﻴﻢ ﭘﻴﭻﻫﺎى اوﻟﻴﻪ، اﻓﺰاﻳﺶ وﻟﺘﺎژ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺷـﻜﺴـﺖ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ و ﺣﺮارﺗﻲ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ ﺷـﻮد. ﮔﺴـﺘﺮش ﺷـﺒﻜﻪﻫﺎى ﺗﻮزﻳﻊ، ﻃﺮاﺣﻲ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺣﺠﻢ ﻛﻤﺘﺮ و اﻓﺰاﻳﺶ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ در ﺷـﺒﻜﻪ، وﻗﻮع ﻓﺮورزﻧﺎﻧﺲ در ﺷـﺒﻜﻪﻫﺎى ﺗﻮزﻳﻊ را اﻓﺰاﻳﺶ داده اﺳـﺖ. ﺑﺮﺧﻲ از راه ﺣﻞ ﻫﺎ ﺑﺮاى ﻣﺤﺎﻓﻈﺖ از VT ﻫﺎ از اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ در دﺳـﺘﺮس ﻫﺴـﺘﻨﺪ . ﺑﺎ اﻳﻦ ﺣﺎل، آﻧﻬﺎ ﻓﻘﻂ ﭘﺲ از وﻗﻮع ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﻋﻤﻞ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ، در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺳـﺎزى ﺗﺎﺛﻴﺮات اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﺑﺮ روى ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮﻫﺎى وﻟﺘﺎژ اﻫﻤﻴﺖ ﺑﺴـﻴﺎرى دارد. در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﻣﺪﻟﺴـﺎزى ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮد ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮﻫﺎى وﻟﺘﺎژ در ﺷـﺮاﻳﻂ وﻗﻮع ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﺑﺎ روش ﻣﻴﺮا ﻛﺮدن ﻧﻮﺳـﺎﻧﺎت و ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺳـﺎزى ﻃﺮاﺣﻲ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮﻫﺎ اراﺋﻪ ﻣﻲﮔﺮدد. روش ﻧﻮﻳﻦ ﺑﻴﺎن ﺷـﺪه در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﺮ روى ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ ﻓﺸـﺎر ﻣﺘﻮﺳـﻂ در آزﻣﺎﻳﺸـﮕﺎه ﺑﻪ ﺻـﻮرت ﺗﺠﺮﺑﻲ آزﻣﺎﻳﺶ و ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻣﻄﻠﻮب ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪه ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻛﺎﻫﺶ اﺛﺮ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ.

واژﮔﺎن ﻛﻠﻴﺪى: ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺳﺎزى، ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ، ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ، ﻣﺪﻟﺴﺎزى، ﻣﻴﺮاﻛﻨﻨﺪه

1-   ﻣﻘﺪﻣﻪ

اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﺑﻪ وﺟﻮد آﻣﺪه ﺗﻮﺳـﻂ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﭘﺪﻳﺪه اى اﺳـﺖ ﻛـﻪ ﺑـﻪ دﻟﻴـﻞ ﻣـﺎﻫﻴـﺖ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﻳـﻚ ﺳـــﻠﻒ اﺷـــﺒـﺎع ﭘـﺬﻳﺮ آﻏـﺎز ﻣﻲﺷــﻮد. اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎﻋﺚ اﺿــﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﺷــﺪﻳﺪ در ﺗﺮاﻧﺴــﻔﻮرﻣﺮ ﻫﺎى وﻟﺘﺎژ ﺷــﻮد. ﻋﻠﺖ راﻳﺞ ﺑﻮدن اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه در ﺳـﻴﺴـﺘﻢﻫﺎى ﺗﻮزﻳﻊ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻧﺎﺷـﻲ از وﺟﻮد اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ ﻗﺎﺑﻞ اﺷـﺒﺎع ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮﻫﺎ و اﺛﺮ ﻇﺮﻓﻴﺖ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻳﺎ ﺧﺎزﻧﻲ ﺧﻄﻮط ﺗﻮزﻳﻊ ﻣﻲﺑﺎﺷــﺪ. ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺧﺎزﻧﻲ ﺗﻮﺳــﻂ ﻋﻨﺎﺻــﺮ ﻣﺘﻌﺪدى از ﻗﺒﻴﻬـﻞ ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺣﻔـﺎﻇﺘﻲ، ﺧـﺎزن ﺧﻄﻮط اﻧﺘﻘـﺎل، ﻇﺮﻓﻴـﺖ ﻛﺎﺑﻞﻫﺎ، ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﺎس ﺑﺎر، ﺑﺎﻧﻚﻫﺎى ﺧﺎزﻧﻲ، ﺧﺎزن ﺑﻮﺷـﻴﻨﮓﻫﺎ ﻳـﺎ اﺟﺰاى اﻧـﺪازه ﮔﻴﺮى ﻣﺜـﻞ ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺮﻫـﺎى وﻟﺘـﺎژ ﺧـﺎزﻧﻲ ﺗـﺎﻣﻴﻦ ﻣﻲﺷـــﻮد. ﭘـﺪﻳـﺪه ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ ﺑﻌـﺪ از وﻗﻮع ﺣـﺎﻟـﺖﻫـﺎى ﮔﺬرا ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﺷـﺎﻣﻞ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﮔﺬرا، اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻧﺎﺷـﻲ از رﻋﺪ و ﺑﺮق ﻳﺎ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺳـﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ ﻇﺎﻫﺮ ﻣﻲﺷـﻮﻧﺪ و اﺛﺮات آن ﺑﺎ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻛﺎﻣﻼ ﭘﺎﻳﺪار و ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎى زﻳﺎد ﺑﺎ ﺳـﻄﻮح ﭘﺎﻳﺪار ﻧﻤـﺎﻳـﺎن ﻣﻴﺸـــﻮد. وﻗﻮع اﺿـــﺎﻓـﻪ وﻟﺘـﺎژﻫـﺎى ﻧـﺎﺷـــﻲ از ﭘـﺪﻳـﺪه ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ در اﺳـــﺘﻔـﺎده از ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر ﺑﺎ ﺗﻠﻔـﺎت ﻛﻢ در ﺣﻀـﻮر ﺟﺒﺮاﻧﻜﻨﻨﺪﻫﻬﺎى راﻛﺘﻴﻮ ﺧﺎزﻧﻲ در اوﻟﻴﻪ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر و ﺗﻐـﺬﻳـﻪ ﻛـﺎﺑﻠﻲ ﺑـﺎ ﻃﻮل ﺑـﺎﻻ اﺟﺘﻨـﺎﺑﻨـﺎﭘـﺬﻳﺮ اﺳـــﺖ. ﻃﺒﻴﻌـﺖ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ اﺳــﺖ، ﻟﺬا ﺑﺎ روﺷــﻬﺎى ﺧﻄﻲ ﻧﻤﻴﺘﻮان آن را ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻧﻤﻮد و ﺑﺎﻳﺪ از روﺷـﻬﺎى ﻋﺪدى و ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺑﺮاى ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﭘﻴﭽﻴﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮد.

در ﻣﺮﺟﻊ[1] از ﻳـﻚ ﻣﺤـﺪودﻛﻨﻨـﺪه ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ ﺣـﺎﻟـﺖ ﭘﺎﻳﺪار ﻫﻮﺷـــﻤﻨﺪ SSFL1 ﺟﻬﺖ ﻛﺎﻫﺶ داﻣﻨﻪ اﺿـــﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻧﺎﺷـﻲ از ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪه اﺳـﺖ. SSFL ﭘﻴﺸـﻨﻬﺎد ى از ﭼﻬﺎر ﺳـﻴﻢ ﭘﻴﭻ ﺗﺸـﻜﻴﻞ ﺷـﺪه اﺳـﺖ ﻛﻪ ﺳﻴﻢ ﭘﻴﭻ اول ﻣﻮازى ﺑـﺎ ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺮ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. ﺳـــﻴﻢ ﭘﻴﭻ دوم ﺑﺮاى ﻛـﺎﻫﺶ داﻣﻨﻪ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ، ﺳـﻴﻢ ﭘﻴﭻ ﺳـﻮم و ﭼﻬﺎرم ﺑﺮاى ﺗﺸــﺨﻴﺺ وﻗﻮع ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ در ﻧﻴﻢ ﺳــﻴﻜﻞ ﻣﺜﺒﺖ و در ﻧﻴﻢ ﺳـﻴﻜﻞ ﻣﻨﻔﻲ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﮔﺬرا اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪه اﺳـﺖ. ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺗﻠﻔﺎت ﺑﻴﺶ از ﺣﺪ اﻳﻦ ﺳــﻴﻢ ﭘﻴﭻ ﻫﺎ، روش ﭘﻴﺸــﻨﻬﺎدى ﺑﺮاى ﻛـﺎﻫﺶ ﭘـﺪﻳـﺪه ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ در اﻳﻦ ﻣﻘـﺎﻟـﻪ ﺑﻬﻴﻨـﻪ و ﻣﻘﺮون ﺑـﻪ ﺻﺮﻓﻪ ﻧﻤﻲﺑﺎﺷﺪ. در ﻣﺮﺟﻊ[2]ﻧﺸـــﺎن داده ﺷـــﺪه اﺳـــﺖ ﻛﻪ ﻧﻮﺳـــﺎﻧﺎت ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ در ﺗﺮاﻧﺴــﻔﻮرﻣﺮﻫﺎى وﻟﺘﺎژ ﻣﻤﻜﻦ اﺳــﺖ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﻛﻠﻴﺪزﻧﻲ ﮔﺬرا در ﺷــﺒﻜﻪﻫﺎى ﻓﺸــﺎر ﻣﺘﻮﺳــﻂ زﻣﻴﻦ ﻧﺸـﺪه رخ دﻫﺪ. روش ﭘﻴﺸـﻨﻬﺎدى در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﺟﺎى روش ﻣﻌﻤﻮل اﺳـﺘﻔﺎده از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﻴﺮاﻛﻨﻨﺪه ﺧﻄﻲ، اﺳـﺘﻔﺎده از ﻳﻚ ﺗﺠﻬﻴﺰ ﻣﻴﺮاﻛﻨﻨـﺪه ﻓﻌـﺎل٢ ﺟـﺪﻳـﺪ در ﺳـــﻴﻢ ﭘﻴﭻ ﻣﺜﻠـﺚ ﺑـﺎز ﻣﻲﺑﺎﺷــﺪ. روش ﭘﻴﺸــﻨﻬﺎدى در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، واﺑﺴــﺘﮕﻲ ﺑﻴﺶ از ﺣﺪ زﻣﺎن دﻣﭗ ﺷـﺪن ﻧﻮﺳـﺎﻧﺎت ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺧﺎزن ﻓﺎز ﺑﻪ زﻣﻴﻦ ﺷﺒﻜﻪ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در ﻣﺮﺟﻊ[3] از ﻳـﻚ راﻛﺘﻮر ٣DC و ﻳـﻚ ﻣﺤـﺪودﻛﻨﻨـﺪه ﺟﺮﻳـﺎن ﺧﻄـﺎ ٤DRFFCL ﺑﺮاى ﻣﺤـﺪود ﻛﺮدن ﻧﻮﺳـــﺎﻧـﺎت ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ در ﻳﻚ ﺗﺮاﻧﺴــﻔﻮرﻣﺮ ﺗﻐﺬﻳﻪ PT5 در ﺷــﺒﻜﻪ ٣٣ ﻛﻴﻠﻮوﻟﺖ و ﻛﺎﻫﺶ داﻣﻨﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﺧﻄﺎ، اﺳــﺘﻔﺎده ﺷــﺪه اﺳــﺖ. ﻣﻌﺎدﻻت ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ[٤] اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪه در اﻳﻦ ﻣﺮﺟﻊ اﺛﺮات ﺑـﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ، ﻣﻨﺒﻊ و اﻣﭙـﺪاﻧﺲ را ﻧـﺎدﻳـﺪه ﮔﺮﻓﺘـﻪ اﺳـــﺖ ﻛـﻪ ﻫﻤﻴﻦ ﻣﻮارد در ﭘـﺪﻳـﺪه ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ ﺗـﺎﺛﻴﺮ ﻗـﺎﺑـﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ دارد. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ در ﻣـﺪار ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ از ﭘـﻞ دﻳﻮدى ﺟﻬـﺖ ﻳﻜﺴـﻮﻛﻨﻨﺪﮔﻲ ﺟﺮﻳﺎن و راﻛﺘﻮر DC اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪه اﺳـﺖ ﻛﻪ در زﻣﺎن وﻗﻮع اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ، ﺳـﺮﻋﺖ ﻣﻴﺮاﻳﻲ ﻧﻮﺳـﺎﻧﺎت ﻧﺴـﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﺪارات AC ﻛﻤﺘﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷــﺪ. ﻣﺘﺎﺳــﻔﺎﻧﻪ در زﻣﻴﻨﻪ اﺛﺮات اﻳﻦ ﭘـﺪﻳـﺪه و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ اراﺋـﻪ روشﻫـﺎﻳﻲ ﺑﺮاى ﻛـﺎﻫﺶ آن ﺑﺼـــﻮرت ﺗﺠﺮﺑﻲ و آزﻣﺎﻳﺸــﮕﺎﻫﻲ]٥[ ﺗﺎ ﻛﻨﻮن ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻛﻤﻲ در دﺳــﺘﺮس ﺑﻮده اﺳـــﺖ ﺑﻨﺎﺑﺮﻳﻦ ﺑﺮرﺳــﻲ و ﺑﻬﺒﻮد اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﺑﺮ روى ﻳﻚ ﻣﺪل واﻗﻌﻲ و آزﻣﺎﻳﺸــﮕﺎﻫﻲ از ﻧﻈﺮ ﻧﻮﻳﺴــﻨﺪﮔﺎن اﻣﺮى اﻟﺰاﻣﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷـــﺪ. در اداﻣﻪ، ﺳـــﺎﺧﺘﺎر ﻣﻘﺎﻟﻪ در ﺑﺨﺶ (٢) ﺑﺮاى ﺑﻴﺎن اﺳـﺘﺮاﺗﮋى ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮل، در ﺑﺨﺶ (٣) ﻣﺪل ﺳـﺎزى روش ﭘﻴﺸـــﻨﻬـﺎدى، در ﺑﺨﺶ (٤) ﻧﺘﻴﺠـﻪ ﮔﻴﺮى، و در ﺑﺨﺶ (٥) ﻣﻨﺎﺑﻊ اراﺋﻪ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ.

 

2-  اﺳﺘﺮاﺗﮋى ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮل

روش اراﺋﻪ ﺷــﺪه در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎى ﻧﻮع اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ و ﺟﺪاﻛﺮدن اﺿـــﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﺳـــﻴﻜﻞ ﻣﺜﺒﺖ و ﻣﻨﻔﻲ و ﺗﻬﻴﻪ ﭘﺎﻟﺲ ﺑﺮاى راه اﻧﺪازى ﺗﺮﻳﺴــﺘﻮرﻫﺎى ﻣﺪار ﻣﻴﺮاﻛﻨﻨﺪه اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ در زﻣﺎن اﻳﺠﺎد اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺴـﻲ ﭘﺎﻳﻪ ﮔﺬارى ﺷـﺪه اﺳـﺖ. اﻳﻦ ﻣﺪل ﻧﻮﻳﻦ ﭘﻴﺸـﻨﻬﺎدى از وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮدارى ﻣﻲﻛﻨﺪ و ﺳـﭙﺲ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺳـﻄﺢ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ، ﺗﺮﻳﺴــﺘﻮرﻫﺎ را روﺷــﻦ ﻣﻲﻧﻤﺎﻳﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﻪ ﻣﺤﺾ رﻓﻊ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎ ﺗﺮﻳﺴـﺘﻮرﻫﺎ ﺧﺎﻣﻮش ﻣﻲﮔﺮدﻧﺪ. ﺑﺎوﺟﻮد اﻳﻦ ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ، ﻧﻴﺎزى ﺑﻪ ﻣﺪار آﺷـﻜﺎرﺳـﺎز ﻓﺎز، ﻣﺪار ﺗﻌﻴﻴﻦ زاوﻳـﻪ آﺗﺶ و ﻣﻨﺒﻊ ﻣﺠﺰا ﺑﺮاى ﺗـﺄﻣﻴﻦ ﭘـﺎﻟﺲ و ﺗﺮﻳﮕﺮﻛﺮدن ﺗﺮﻳﺴـــﺘﻮرﻫـﺎ ﻧﻴﺴـــﺖ. ﺑﺮﺧﻼف روشﻫـﺎى دﻳﮕﺮ، ﻧﻮآورى اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، در ﻣﺪار ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ اراﺋﻪ ﺷــﺪه ﻣﻲ ﺑﺎﺷــﺪ ﻛﻪ ﺗﺮﻳﺴــﺘﻮرﻫﺎ ﺑﺮاى ﻳـﻚ زﻣـﺎن ﺛـﺎﺑـﺖ و ﻣﺸـــﺨﺺ (ﻣﻌﻤﻮﻻً 80 ﻣﻴﻠﻲ ﺛـﺎﻧﻴـﻪ) روﺷﻦ ﻧﻤﻲﺷﻮﻧﺪ، ﺑﻠﻜﻪ زﻣﺎن روﺷﻦ ﻣﺎﻧﺪن آﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ اﺿﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻧﺎﺷــﻲ از ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﺑﺴــﺘﮕﻲ دارد. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻣﺪﻟﺴــﺎزى و ﺷـﺒﻴﻪ ﺳـﺎزى ﻧﺸـﺎن ﻣﻲدﻫﻨﺪ ﻛﻪ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻟﺤﻈﻪ اى ﺑﻪ ﺳــﻄﺢ وﻟﺘﺎژ ﺳــﻴﺴــﺘﻢ واﺑﺴــﺘﻪ اﺳــﺖ و از ﺳـﺮﻋﺖ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﻳﺪارى ﻣﻄﻠﻮﺑﻲ ﺑﺮﺧﻮردار اﺳـﺖ. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻳﻦ، ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﭘﻴﺸـﻨﻬﺎدى ﻫﻴﭻ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻣﻨﻔﻲ ﺑﺮ روى ﭘﺎﺳﺦ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ و ﭘﺎﺳﺦ ﺣﺎﻟﺖ ﮔﺬراى ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ ﻧﺪارد.

3- ﻣﺪل ﺳﺎزى روش ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدى

ﺟﻬﺖ ﺑﺮرﺳـﻲ و ﺷـﺒﻴﻪ ﺳـﺎزى ﭘﺪﻳﺪه ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ از ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘـﺎژ ﺗـﻚ ﻗﻄﺒﻲ ﺑـﺎ ﻧﺴـــﺒـﺖ ﺗﺒـﺪﻳـﻞ ٣/١٠٠ , ٣√/١٠٠ , ٣√/٣٣٠٠٠ ﺑــﺎ ﺗــﻮان50VA اﺳــﺘﻔﺎده ﻣﻲﻛﻨﻴﻢ. در ﺷــﻜﻞ(١) ﺷــﺒﻴﻪ ﺳــﺎزى اﻧﺠﺎم ﺷـﺪه در ﻣﺤﻴﻂ ﺳـﻴﻤﻮﻟﻴﻨﻚ ﻣﺘﻠﺐ اراﺋﻪ ﺷـﺪه اﺳـﺖ. ﺷــﺒﻴﻪ ﺳــﺎزى ﺣﺎﺿــﺮ از ﻳﻚ ﻣﻨﺒﻊ وﻟﺘﺎژ AC ﺑﻪ ﻋﻨﻮان وﻟﺘﺎژ ﺧﻂ و ﻳﻚ ﺧﺎزن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺧﺎﺻـﻴﺖ ﺧﺎزﻧﻲ ﻣﺴـﻴﺮ و در اﻧﺘﻬـﺎ ﻧﻴﺰ ﻳـﻚ ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘـﺎژ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺑـﺎ ﻗـﺎﺑﻠﻴـﺖ اﺷــﺒﺎع ﺑﺎ ﻳﻚ ﺳــﻴﻢ ﭘﻴﭻ اوﻟﻴﻪ و دو ﺳــﻴﻢ ﭘﻴﭻ در ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﺗﺸــﻜﻴﻞ ﺷــﺪه اﺳــﺖ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺎ ﻗﺮار دادن اﺑﺰارﻫﺎﻳﻲ اﻣﻜـﺎن اﻧـﺪازه ﮔﻴﺮى وﻟﺘـﺎژ ﺧـﺎزن، وﻟﺘـﺎژ اوﻟﻴـﻪ و ﺛـﺎﻧﻮﻳـﻪ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ، ﺟﺮﻳﺎن اﺑﺘﺪاى ﺧﻂ و ﻣﻨﺤﻨﻲﻫﺎى ﺷـﺎر و ﻫﻴﺴﺘﺮزﻳﺲ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ ﺑﻪ وﺟﻮد آﻣﺪه اﺳﺖ.

در اﺑﺘـﺪا ﻓﺮض ﻣﻲﻛﻨﻴﻢ ﻛـﻪ ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺮ ﺑـﻪ ﺧﻂ ﺑـﺎ وﻟﺘـﺎژ V ٣√/٣٣ ﻣﺘﺼــﻞ ﺑﺎﺷــﺪ و در وﻟﺘﺎژ ﻧﺎﻣﻲ ﺧﻮد ﻛﺎر ﻛﻨـﺪ. در ﺷـــﻜـﻞ(٢) ﺗﺼـــﻮﻳﺮ داﻣﻨـﻪ وﻟﺘـﺎژ ورودى، در ﺷـﻜﻞ(٣) ﺗﺼـﻮﻳﺮ داﻣﻨﻪ وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﻫﺎ و در ﺷـﻜﻞ(٤) ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﻴﺴــﺘﺮزﻳﺲ (ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺷــﺎر ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺲ ﺑﺮﺣﺴــﺐ ﺷﺪت ﻣﻴﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ) اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.

ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ در ﺷـﻜﻞ(٣) ﻣﺸـﺨﺺ اﺳـﺖ ﺷـﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﺧﺮوﺟﻲ در ﺣﺎﻟﺖ داﺋﻤﻲ ﺳﻴﻨﻮﺳﻲ ﻗﺮار دارﻧﺪ و ﺑﺮاﺑﺮ ﺑـﺎ وﻟﺘـﺎژﻫـﺎى ﺛـﺎﻧﻮﻳـﻪ ﺗﺮاﻧﺴـــﻔﻮرﻣﺮ(V ٣√/١٠٠ و V ٣/١٠٠) ﻣﻲﺑـﺎﺷـــﻨـﺪ. ﻧﻜﺘـﻪ ﻣﻬﻤﻲ ﻛـﻪ در ﻃﺮاﺣﻲ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ وﺟﻮد دارد اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻫﺴﺘﻪ ﺑﻪ اﺷﺒﺎع ﻧﺮود و ﺑﺮاى ﻧﻘﻄﻪ زاﻧﻮﻳﻲ ﻃﺮاﺣﻲ ﺷـﻮد. در ﺷـﻜﻞ(٤) ﺻـﺤﺖ اﻳﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪه اﺳﺖ. در ﻣﺮﺣﻠـﻪ ﺑﻌـﺪ ﺑﺮاى اﻳﺠـﺎد اﺿـــﺎﻓـﻪ وﻟﺘـﺎژ و وﻗﻮع ﭘـﺪﻳـﺪه ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ وﻟﺘـﺎژ ﻣﻨﺒﻊ ورودى را ﺑـﻪ V ٤٠ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲ دﻫﻴﻢ.

ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﻛﻪ در ﺷــﻜﻞﻫﺎى(٥)و(٦) ﻧﻴﺰ ﻣﺸــﺎﻫﺪه ﻣﻲﺷــﻮد، ﺷـﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ ورودى و ﺧﺮوﺟﻲ از ﺣﺎﻟﺖ ﺳـﻴﻨﻮﺳـﻲ ﺧﺎرج ﺷـﺪه اﺳـﺖ. در ﺷـﻜﻞ(٧) ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﻴﺴـﺘﺮزﻳﺲ ﻧﺸـﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ ﻫﺴﺘﻪ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ دﭼﺎر اﺷﺒﺎع ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ ورودى در ﺑﻌﻀـﻲ ﻧﻘﺎط ﺑﻪ وﻟﺘﺎژ V ١٥٠ رﺳـﻴﺪه اﺳـﺖ ﻛﻪ ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ وﻗﻮع اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻧﺎﺷـﻲ از ﭘﺪﻳﺪه ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﻣﻲﺑﺎﺷـﺪ. اﻳﻦ ﺷــﺮاﻳﻂ ﺑﻪ ﺗﺮاﻧﺴــﻔﻮرﻣﺮ و ﺗﺠﻬﻴﺰات اﻧﺪازه ﮔﻴﺮى ﻣﺘﺼــﻞ ﺷـــﺪه آﺳـــﻴـﺐ وارد ﻣﻲﻛﻨﻨـﺪ، ﺑـﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴـﻞ اﺳـــﺘﻔـﺎده از ﻣﺤﺪودﻛﻨﻨﺪه اﺿـــﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﻧﺎﺷـــﻲ از ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ اﻣﺮى ﺿﺮورى ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻌﺪ ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻣﺤﺪودﻛﻨﻨﺪه اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﻧـﺎﺷـــﻲ از ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ را ﺑـﻪ ﺳـــﻴﻢ ﭘﻴﭻ ﻣﺜﻠـﺚ ﺑـﺎز ﺑـﺎ وﻟﺘـﺎژ V ٣/١٠٠ در ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﻲ ﻛﻨﻴﻢ.

ﺳــﻴﺴــﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻃﺮاﺣﻲ ﺷــﺪه ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر رﻓﻊ ﺳــﺮﻳﻊ ﻧﻮﺳـﺎﻧﺎت و اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ ﻧﺎﺷـﻲ از ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ، ﻳﻚ ﺳـﻴﺴﺘﻢ داراى ﻓﻴــﺪﺑــﻚ اﺳــــﺖ و ورودى آن وﻟﺘــﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﺗﺮاﻧﺴــﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ و ﺧﺮوﺟﻲ آن ﺑﻪ ﮔﻴﺖ ﺗﺮﻳﺴــﺘﻮر داده ﻣﻲﺷـــﻮد و ﺑـﻪ ﮔﻮﻧـﻪ اى ﻋﻤـﻞ ﻣﻲﻛﻨـﺪ ﻛـﻪ از وﻟﺘـﺎژ ﺛـﺎﻧﻮﻳـﻪ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮدارى ﻣﻲﻛﻨﺪ و ﺑﺎ ﻋﻤﻞ ﻳﻜﺴـﻮﺳـﺎزى اﻳﻦ وﻟﺘﺎژ ﺑﻪ وﻟﺘﺎژ ﻛﺎرى ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﻣﻴﻜﺮوﻛﻨﺘﺮﻟﺮ (5VDC) ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻲﺷــﻮد. ﺑﺎ ﻣﻘﺎﻳﺴــﻪ ﻣﻘﺪار اﻧﺪازه ﮔﻴﺮى ﺷــﺪه ﺑﺎ ﻣﻘﺪار ﻣﺮﺟﻊ، در ﺻـﻮرت وﺟﻮد اﻓﺰاﻳﺶ وﻟﺘﺎژ، ﭘﺎﻟﺲ DC ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﺑﻪ ﮔﻴﺖ ﺗﺮﻳﺴـﺘﻮر اﻋﻤﺎل ﻣﻲﺷـﻮد و ﻓﺮﻣﺎن روﺷـﻦ ﺷـﺪن ﺑﻪ ﺗﺮﻳﺴـﺘﻮر داده ﻣﻲﺷـﻮد و ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ رﻓﻊ ﻧﺸـﺪه ﺑﺎﺷـﺪ(وﻟﺘﺎژ ﺑﺎ ﻣﻘﺪار ﻣﺮﺟﻊ ﻣﻘﺎﻳﺴـﻪ ﻣﻲﺷـﻮد)، ﺗﺮﻳﺴﺘﻮر روﺷﻦ ﺑﺎﻗﻲ ﻣﻲﻣﺎﻧﺪ و ﺑﺎﻋﺚ ﻣﺤﺪود ﺷﺪن اﺿﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژ اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﻣﻲﺷﻮد.

ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ در ﺷـﻜﻞ(١٠) ﻣﺸـﺨﺺ اﺳـﺖ، در ﺣﻀـﻮر ﺳـﻴﺴـﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻣﺤﺪودﻛﻨﻨﺪه اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﻧﺎﺷـﻲ از ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ، وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﺧﺮوﺟﻲ ﻫﻤﭽﻨﺎن ﺳـﻴﻨﻮﺳـﻲ ﺑﺎﻗﻲ ﻣﺎﻧﺪه اﻧﺪ و اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﻧﺎﺷـﻲ از ﭘﺪﻳﺪه ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ ﺑـــﻪ ﻣـــﻘـــﺎدﻳـــﺮ(v ٣√ /1.9*100 وv ٣/ 109*100) ﻣﺤﺪود ﺷﺪه اﻧﺪ.

4- ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮى

در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺟﻬﺖ ﻣﺤﺪود ﻛﺮدن اﺿـﺎﻓﻪ وﻟﺘﺎژﻫﺎى ﻧﺎﺷـﻲ از ﭘﺪﻳﺪه ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ در ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺮ وﻟﺘﺎژ 33KV ﻳﻚ روش ﻛﺎرآﻣﺪ و ﻧﻮﻳﻦ اراﺋﻪ ﺷــﺪ. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻧﺸــﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ در ﻫﻨﮕﺎم ﺷـــﺮوع ﻓﺮورزوﻧـﺎﻧﺲ، وﻟﺘـﺎژ ﺑـﻪ ﻳـﻚ ﻣﻘـﺪار ﺣـﺪاﻛﺜﺮ رﺳـــﻴـﺪه و ﺳــﭙﺲ ﺑﺎ ﺑﻪ اﺷــﺒﺎع رﻓﺘﻦ ﻫﺴــﺘﻪ ﭘﻴﻚ وﻟﺘﺎژ در ﺳــﻴﻜﻞﻫﺎى ﺑﻌﺪى ﻛﻤﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷـﺪ. ﭘﻴﻚ اوﻟﻴﻪ وﻟﺘﺎژ ﻣﻤﻜﻦ اﺳـﺖ ﺑﺴـﻴﺎر زﻳﺎد و ﺧﻄﺮﻧﺎك ﺑﺎﺷــﺪ. ﺑﺎ ﺷــﺮوع ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲ، ﻧﻮﻳﺰ ﺻــﻮﺗﻲ ﺗﺮاﻧﺴـﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر زﻳﺎد و ﺗﻠﻔﺎت ﭼﻨﺪ ﺑﺮاﺑﺮ ﻣﻲﺷـﻮد. ﻗﺴـﻤﺖ ﻋﻤﺪه ﺗﻠﻔﺎت، ﺗﻠﻔﺎت ﻫﺴـﺘﻪ اﺳـﺖ و ﻗﺴـﻤﺖ ﻋﻤﺪه ﺗﻠﻔﺎت ﻫﺴـﺘﻪ را ﺗﻠﻔﺎت ﺟﺮﻳﺎن ﮔﺮدﺷﻲ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲدﻫﺪ.

ﺑﻄﻮرﻛﻠﻲﻧﺘﺎﻳﺞﻧﺸـﺎنﻣﻲدﻫﻨﺪﻛﻪﺟﻬﺖﺷـﺒﻴﻪﺳـﺎزىدﻗﻴﻖ ﻓﺮورزوﻧﺎﻧﺲﻣﺸـﺨﺼـﺔﻫﺴـﺘﻪﺑﺎﻳﺪﺑﻄﻮردﻗﻴﻖوداراىﺣﻠﻘه ﻫﻴﺴﺘﺮزﻳﺲﻫﻤﺮاهﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺷﻴﺐ ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ ﻣﺪﻟﺴﺎزى ﺷﺪه و درﺻـﻮرتاﻣﻜﺎنﻣﻌﺎدﻻتﮔﺬراىﺳـﻴﺴـﺘﻢﺑﺎﻳﺪﺑﻪروشﺗﻜﺮار در ﻫﺮﭘﻠـﻪزﻣـﺎﻧﻲ ﺣـﻞﺷـــﻮد.ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑـﻪﻋﻠـﺖاﺛﺮﻣﻴﺮا ﻛﻨﻨـﺪﮔﻲﺗﻠﻔـﺎت،ﺗﻠﻔـﺎتﻫﺴـــﺘـﻪوﺳـــﻴﻢﭘﻴﭻﺑـﺎﻳـﺪﺑـﻪدﻗـﺖ ﻣﺪﻟﺴﺎزى ﺷﻮد ﻛﻪ اﻟﺒﺘﻪ ﻛﺎر ﭘﻴﭽﻴﺪه اى اﺳﺖ.