Non-limiting operation of the on-load tap changing transformer, and Its effect on voltage stability, with regards to the Nineveh electrical grid

• Autorzy: Alkahdely Sinan Moayad A. , Alsammak Ahmed Nasser B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.04.30

Warianty tytułu

PL

Nieograniczające działanie transformatora z przełączaniem zaczepów pod obciążeniem i jego wpływ na stabilność napięcia w odniesieniu do sieci elektrycznej Niniwy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The achievement of voltage stability is among the most prominent challenges faced by grid operators. In the past, generator excitation regulation was the only method available, for restoring the voltage to its rated values. However, rapid developments in the areas of power grids and power stations, has led to the need of a new technique, for controlling the voltage level, and maintaining the system in the voltage stability band. Onload tap changing (OLTC) is currently among the most widely employed methods, for improving the stability of the power system voltage. OLTC restores the voltage value, whether the disturbance occurs on its primary or secondary side. While a minor disturbance is easily overcome by OLTC, its capacity for restoring the voltage level, during a significant disturbance, is dependent on its ratings and setting values. The failure of the OLTC transformer, to restore the voltage value within a short period, may result in a collapse of the voltage system, when the transformer proceeds with reverse action. A simulation model in MATLAB Simulink shows the effect of OLTC on the Nineveh power grid.

PL

Osiągnięcie stabilności napięcia jest jednym z najważniejszych wyzwań, przed jakimi stają operatorzy sieci. W przeszłości regulacja wzbudzenia generatora była jedyną dostępną metodą przywracania napięcia do wartości znamionowych. Jednak szybki rozwój w obszarach sieci elektroenergetycznych i elektrowni spowodował konieczność opracowania nowej techniki kontroli poziomu napięcia i utrzymywania systemu w paśmie stabilności napięcia. Zmiana zaczepów pod obciążeniem (OLTC) jest obecnie jedną z najczęściej stosowanych metod poprawy stabilności napięcia systemu elektroenergetycznego. PPZ przywraca wartość napięcia, niezależnie od tego, czy zakłócenie występuje po stronie pierwotnej czy wtórnej. Podczas gdy małe zakłócenie jest łatwo przezwyciężane przez PPZ, jego zdolność do przywracania poziomu napięcia podczas znacznego zakłócenia zależy od jego wartości znamionowych i nastawczych. Awaria transformatora PPZ przywracająca w krótkim czasie wartość napięcia może skutkować załamaniem się układu napięciowego, gdy transformator działa odwrotnie.Model symulacyjny w MATLAB Simulink pokazuje wpływ PPZ na sieć energetyczną Niniwy.

Słowa kluczowe

EN

OLTC; voltage stability; transformer reverse action; performance improvement; voltage collapse

PL

PPZ; stabilność napięcia; odwrotne działanie transformatora; poprawa wydajności; Matlab Simulink

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 4
• Strony: 181--186
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Alkahdely Sinan Moayad A.

• Department of Electrical Engineering, Mosul University, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-1519-5918

autor

Alsammak Ahmed Nasser B.

• Department of Electrical Engineering, Mosul University, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-1248-4538

Bibliografia

• [1] P. L. Swe, W. Swe, and K. M. Lin, “Effects of tap changing transformer and shunt capacitor on voltage stability enhancement of transmission networks,” World Acad. Sci. Eng. Technol., vol. 51, no. October, pp. 555–558, 2011.
• [2] D. Ahmed Nasser B. Alsammak, “Optimal Power Flow Solution with Maximum Voltage Stability,” AL-Rafdain Engineering Journal (AREJ), vol. 19, no. 6. pp. 40–53, 2011, doi: 10.33899/rengj.2011.26606.
• [3] M. Kay and T. Khaing, “Co-operation of On-Load Tap Changing Transformer and Shunt Capacitor for Power Quality Improvement in Large Industrial Load,” no. 3, 2013.
• [4] G. Deb, K. Chakraborty, and S. Deb, “Voltage stability analysis using reactive power loading as indicator and its improvement by FACTS device,” 1st IEEE Int. Conf. Power Electron. Intell. Control Energy Syst. ICPEICES 2016, pp. 1–5, 2016, doi: 10.1109/ICPEICES.2016.7853108.
• [5] “Voltage Control of Distribution Systems using Electronic OLTC,” 2018, pp. 845–849, doi: 978-1-5386-6654-8/18/$31.00 ©2018 IEEE.
• [6] I. Tanmay Tewari, Abheejeet Mohapatra, Member, IEEE, Sandeep Anand, Senior Member, “Coordinated Control of OLTC and Energy Storage for Voltage Regulation in Distribution Network with High PV Penetration.” pp. 1–11, 2020, doi: 10.1109/TSTE.2020.2991017.
• [7] N. Tshivhase, A. N. Hasan, and T. Shongwe, “A Fault Level-Based System to Control Voltage and Enhance Power Factor Through an On-Load Tap Changer and Distributed Generators,” IEEE Access, vol. 9, pp. 34023–34039, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3061622.
• [8] D. Research and N. Qin, “Springer Theses Recognizing Outstanding Ph Voltage Control in the Future Power Transmission Systems.” 2018, [Online]. Available: http://www.springer.com/series/8790.
• [9] C. Gao, “Voltage Control in Distribution Networks using On-Load Tap Changer Transformers UnivBath_PhD_2013_C_Gao.pdf.” pp. 1–242, 2013.
• [10] J. Faiz and B. Siahkolah, “Electronic Tap-changer for Distribution Transformers,” Power Systems, vol. 2. 2011, doi: 10.1007/978-3-642-19911-0.
• [11] S. and Y. H. M. Abu Ghurah1, 2, M. K. A. Kamarudin1,*, N. A. Wahab1, R. Umar1, N. A. F. Nik Wan1, H. Juahir1, M. B. Gasim1, A. R. Hassan1, F. Lananan1, A. F. Ireana Yusra1, “Special issue. Special issue,” J. Fundam. Appl. Sci., vol. 4, no. 1, pp. 9–10, 2018, [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.4314/jfas.v10i1s.7.
• [12] C. R. Sarimuthu, V. K. Ramachandaramurthy, K. R. Agileswari, and H. Mokhlis, “A review on voltage control methods using on-load tap changer transformers for networks with renewable energy sources,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 62, pp. 1154–1161, 2016, doi: 10.1016/j.rser.2016.05.016.
• [13] E. M. M. C. O. Chang, “Artificial Neural Network for the Control Mechanism of OLTC on the.pdf.” pp. 342–350, 2022, doi: 10.5370/KIEE.2022.71.2.342.
• [14] R. Małkowski, M. Izdebski, and P. Miller, “Adaptive algorithm of a tap-changer controller of the power transformer supplying the radial network reducing the risk of voltage collapse,” Energies, vol. 13, no. 20, 2020, doi: 10.3390/en13205403.
• [15] L. Choukri, H. Chekenbah, R. Lasri, M. Bouhorma, and Y. Maataoui, “On-load tap-changer control by a fuzzy logic controller,” in Proceedings of 2019 IEEE World Conference on Complex Systems, WCCS 2019, 2019, p. 6, doi: 10.1109/ICoCS.2019.8930778.
• [16] T. X. Zhu, S. K. Tso, and K. L. Lo, “An investigation into the OLTC effects on voltage collapse,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 15, no. 2, pp. 515–521, May 2000, doi: 10.1109/59.867134.
• [17] Hi. Ohtsuki, A. Yokoyama, and Y. Sekine, “Reverse Action Of On-Load Tap Changer In Association With Voltage Collapse,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 6, no. 1. pp. 300–306, 1991, doi: 10.1109/59.131076.
• [18] C. C. Liu and K. T. Vu, “Analysis of Tap-Changer Dynamics and Construction of Voltage Stability Regions,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 36, no. 4. pp. 575–590, 1989, doi: 10.1109/31.92890.
• [19] P. Thannimalai, R. R. Raman, P. Nair, and K. Nithiyananthan, “Voltage stability analysis and stability improvement of power system,” Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 5, no. 2, pp. 189–197, 2015, doi: 10.11591/ijece.v5i2.pp189-197.
• [20] B. M. Weedy, B. J. Cory, N. Jenkins, J. B. Ekanayake, and G. Strbac, “Electric Power Systems Fifth Edition,” Electric Renewable Energy Systems. pp. 403–456, 2015.
• [21] K. S. Gallant, “The Protective Principle,” International Criminal Jurisdiction. pp. 409–440, 2022, doi: 10.1093/oso/9780199941476.003.0006.
• [22] wye, “TRANSFORMERREVERSE ACTION OF ON-LOAD TAP-CHANGER,” Sag 2001, vol. 21, no. 3, pp. 295–316, 2001.