Stefan P. EngelThyristor-Based High-Power On-Load Tap ChangersControl under Harsh Load Conditions | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ISBN: | 978-3-8440-4986-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series: | Aachener Beiträge des ISEA Herausgeber: Univ.-Prof. Dr. Rik W. De Doncker Aachen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 85 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Thyristors; On-Load Tap Changer; Commutation; Control | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of publication: | Thesis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pages: | 176 pages | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Figures: | 98 figures | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weight: | 251 g | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Binding: | Paperback | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Price: | 48,80 € / 61,10 SFr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Published: | January 2017 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Abstract: | The volatile nature of renewable power sources leads to increased voltage fluctuations in the medium-voltage and low-voltage ac grids to which they are connected. Mechanical on-load tap changers are widely used to keep the voltage in these grids within prescribed limits. However, mechanical on-load tap changers are not designed for the high number of switching cycles that are required in grids that have high capacity on volatile sources. Their contacts can only handle a limited number of switching actions during their lifetime.
This thesis investigates fully electronic thyristor-based on-load tap changers that are capable of switching extremely fast and that exhibit virtually no wear due to switching actions. For the control of the commutation process a robust control is developed. The new control scheme uses separate gate trigger signals for each thyristor of a bidirectional thyristor pair. Thereby, safe commutation at highly disturbed load currents is achieved. Undesired short-circuits from tap to tap during commutation are avoided effectively. A detailed simulation model of transformer and tap changer is synthesized to comprehensively test the developed control under highly disturbed load conditions. The model is verified using a low-power experimental setup of a 9-step on-load tap changer prototype. Basic switching tests are performed on a 27-step on-load tap changer prototype with a nominal regulating range of ±7600 V and a current capability of 950 A. |