Moderní systémy kompenzace zemních poruch v rozvodné soustavě s využitím výkonové elektroniky

Ing. Ivan MATULJAK

Disertační práce

Modern systems for compensation of ground faults in the distribution system using power electronics

Anotace:

Tato disertační práce se zaměřuje na využití polovodičového výkonového měniče v oblasti kompenzace poruchového proudu v místě jednofázové zemní poruchy rozvodné soustavy. Hlavní část práce se zabývá návrhem a dimenzováním výkonového obvodu řízeného zdroje proudu určeného pro kompenzaci zemních poruchových proudů. V další části se zabývá návrhem algoritmů řízení a regulace řízeného zdroje proudu, a to především ve dvou hlavních variantách: (i) řízení vycházející z analogie s vektorovým řízením v kartézských souřadnicích v rotujícím souřadném systému svázaném s vektorem napětí sítě, což je v případě jednofázového systému komplikovaným problémem, (ii) řízení generovaného proudu ve stojícím souřadném systému s využitím proporčně-rezonančního regulátoru. Algoritmy řízení a regulace navrženého zdroje proudu byly testovány na sestaveném simulačním modelu celého zdroje proudu. Experimentální ověření výsledků bylo provedeno na laboratorním prototypu navrženého zdroje proudu o výkonu 10 kVA. Nové navržené zařízení pro kompenzaci zemních poruchových proudů je průmyslově ochráněno v podobě třech udělených českých patentů a dvou udělených užitných vzorů.

Abstract:

This thesis deals with the use of power electronics converters for compensation of ground capacitive current (fault current) in the place of one line-to-earth connection at the distribution networks. The main part of the thesis deals with the design and dimensioning of the power circuit of controlled current source used to compensation of ground capacitive current. The next part deals with the design of control algorithms of controlled current source, especially in two main variants: (i) control algorithms based on analogy with vector control in Cartesian coordinates in the rotating system associated with a vector of network voltage, which is the case phase system complicated problem, (ii) the control algorithms of generated current in a stationary coordinate system using proportional - resonant controller. The algorithms of control and regulation of designed current source were tested compiled simulation model of the total current source. Experimental verification of the results was carried out on a laboratory prototype of the designed current source with powert of 10 kVA.The designed new device for compensation of ground capacitive current is industrially protected in the form of three Czech granted patents and granted two utility models.

Klíčová slova

fázová nesymetrie, kompenzace, měnič, napěťový střídač, regulace, rozvodná soustava, zdroj proudu, zemní spojení

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 9. 2013

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Prof. Ing. Zdeněk Peroutka, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Doktorský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektronika