Rizik od pojave rezonancije ili ferorezonancije u visokonaponskim mrežama istosmjernog napona

master's thesis

• Title (english): Risk of electric resonance or ferroresonance in HVDC networks
• Author: Iva Radečić
• Mentor: Božidar Filipović-Grčić (mentor)
• Committee member: Božidar Filipović-Grčić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Bruno Jurišić (član povjerenstva)
• Committee member: Goran Grdenić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2024-09-12, Croatia

Abstract

HVDC mreže iako sa sobom donose niz sada već dobro znanih prednosti, ujedno unose u
sustav povećani rizik od oscilacija. Ovim radom napravljen je doprinos u pogledu
istraživanja električnih rezonantnih pojava povezanih s HVDC stanicama u numeričkom
EMT programu, dok pojave ferorezonancije zbog problematike stabilizacije magnetskog
toka jezgre transformatora zbog prisutstva DC komponente nisu razmotrene. Zaključeno je
kako je električna rezonancija prije svega izražena u slabim mrežama s dugim kabelima.
Navedeno je potvrđeno frekvencijskim odzivima mreže primjenjujući Nyquistov kriterij
stabilnosti, a kasnije su uspješno simulirana dva slučaja rezonancije u vremenskoj domeni
uvođenjem promjene stanja u mreži (prijelazni kvar te promjena snage mreže) kako bi se
identificirana rezonancija aktivirala. Međutim, unatoč većem riziku od rezonancije u slabim
mrežama s dugim kabelima, uspješno je simuliran i poseban slučaj u snažnoj mreži s kratkim
kabelima, gdje je električna rezonancija nastupila istovremeno s interakcijom mreže sa
zaštitnim sustavom pretvarača. Analizom valnih oblika napona zaključeno je kako se
amplituda induciranog harmonika, nastalog kao posljedica rezonancije, vrlo brzo disipira u
sustavu jer ovako konfigurirana mreža ima dovoljno prigušenja. Uz istraživanje električne
rezonancije, dodatno je potvrđena osjetljivost reakcije mreže na promjene parametara
pretvarača modeliranog kao crna kutija.

Abstract (english)

HVDC networks, while offering a range of well-known advantages, also introduce an
increased risk of oscillations. This study contributes to the investigation of electrical resonant
phenomena associated with HVDC stations using numerical EMT simulations. However,
ferroresonance phenomena were not addressed due to the challenges in stabilizing the
transformer's magnetic flux caused by the DC component. The study concludes that
electrical resonance is primarily pronounced in weak networks with long cables, as
confirmed by applying Nyquist criterion on frequency responses. Two real cases were
successfully simulated in the time domain by introducing network changes (transient fault
and power strength changes) to activate the identified resonances. However, despite the
greater risk of resonances in weak networks with long cables, the special case in a strong
network with short cables was successfully simulated, where electrical resonance occurred
at the same time, but also the interaction of the network with the protection system of the
converter. The analysis of voltage waveforms led to the conclusion that the amplitude of the
induced harmonic, resulting from oscillations, dissipates quickly because the network, as
configured, has sufficient damping. In addition to the investigation of electrical resonance,
the sensitivity of the network's response to changes in the parameters of the converter
modeled as a black box was further confirmed.

• Keywords: električna rezonancija; ferorezonancija; HVDC mreže
• Keywords (english): electrical resonance; ferroresonance; HVDC networks
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:202069
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2024-10-12 21:57:48