عنوان پایان‌نامه
تشخیص خطا در سیستم HVDC با استفاده از روش امواج سیار
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1907;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49372
- تاریخ دفاع
- ۱۸ خرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- اکبر موسوی
- چکیده
- در این پایان‌نامه روشی برای تشخیص خطا در سیستم HVDC مبتنی بر تئوری امواج سیار و با استفاده از تبدیل موجک ارائه شده است. روش قدیمی برای تشخیص خطا در سیستم HVDC با اندازه گیری ولتاژ سه فاز در طرف باسبار AC و ولتاژ و جریان DC در سمت مبدل DC انجام می‌گرفت. این روش یک روش ساده برای تشخیص خطا است و همچنین گاهی قادر به تشخیص درست انواع خطاهای مختلف وتمایز بین آنها نمی‌باشد. این مساله موجب اختلال در عملکرد سیستم کنترل می‌شود. ترکیب روش تشخیص خطا به روش امواج سیار با تبدیل موجک به عنوان ابزاری قدرتمند برای پردازش سیگنال‌های ولتاژ و جریان می‌تواند به نحو مطلوبی برای غلبه بر مشکلات روش حفاظت مبتنی بر امواج سیار به کار گرفته شود . در حقیقت به دلیل ماهیت این تبدیل، تغییرات ناگهانی ولتاژ و جریان خطوط ناشی از امواج سیار به راحتی قابل تشخیص است. بدلیل اینکه موجک‌های مختلط تنها به فرکانس¬های غیرمنفی سیگنال ورودی پاسخ می‌دهند و نوسانات کمتری را در خروجی تبدیل موجک به نسبت موجک های حقیقی دارند، در این پایان نامه از تبدیل موجک با استفاده از موجک مادر cgau-1 برای تشخیص خطا استفاده شده است. این موجک نوسانات کمی را در مواقع بروز اغتشاش نتیجه می‌دهد و به خوبی قادر است تغییرات ناشی از امواج سیار در خط را شناسایی نماید. سیستم HVDC با استفاده از نرم‌افزار MATLAB شبیه‌سازی شده و روش پیشنهادی برای تشخیص خطا مورد بررسی قرار گرفته است. انواع خطاهای خط و مبدل مورد بررسی قرار گرفته است و عملکرد مناسب روش پیشنهادی مورد تایید قرار گرفته است. روش پیشنهادی قادر به تشخیص خطای مبدل و تمایز آن از خطای اتصال کوتاه DC بوده و علاوه بر این هنگام تغییر توان عبوری از خط و افزایش ولتاژ و جریان خط به مقدار نامی دچار خطای تشخیص در خطای مبدل نمی‌شود. مقاوم بودن روش پیشنهادی در برابر تاثیرات نویز نیز بررسی و صحت عملکرد آن مورد تایید قرار گرفته است . سرعت و دقت بالا از ویژگی¬های مثبت تشخیص خطا با استفاده از روش امواج سیار است. زمان تشخیص خطا برای خطا 300 کیلومتری با روش یکطرفه حداکثر 1 میلی‌ثانیه و تشخیص محل خطا حداکثر 3 میلی‌ثانیه است. این مقادیر در روش دو طرفه به ترتیب به 0.5 میلی‌ثانیه و 1 میلی‌ثانیه (بدون در نظر گرفتن تاخیر سیستم مخابراتی) محدود می‌شود . کلید واژه ها تشخیص خطا در سیستم HVDC (HVDC System Fault Detection) ، امواج سیار (Travelling Wave) ، تبدیل موجک (Wavelet Transform) ، تشخیص محل خطای سیستمHVDC ) (HVDC system Fault Location، تشخیص خطای مبدل
- Abstract
- Abstract In this thesis a method for fault detection in HVDC systems based on travelling wave theory using wavelet transform is offered. Traditional methods for detecting faults in the HVDC system were done by measuring the Three-phase voltages at the AC busbar and DC voltage and current at the DC converter side. This is a simple method for fault detection but sometimes unable to correctly identify and differentiate between different types of faults. This causes the control system malfunction. The combination of travelling waves and wavelet for fault diagnosis as a powerful tool for processing the voltage and current signals can be used to overcome the problems of protection based on travelling waves. In fact, by wavelet transform sudden changes in travelling voltage and current waves are easily detectable. Complex wavelets respond only to non-negative input signal frequencies and result less volatility than the real wavelets, therefore wavelet transform using complex Gaussian mother wavelet selected for fault detection. HVDC system was simulated using MATLAB SIMULINK software and the proposed method for fault detection studied. DC line fault and converter faults have been studied and proper action of the proposed method has been approved. The proposed method is able to detect converter faults and its distinction from the DC short circuit faults. Moreover, when transmission power changed or line voltage and current increased to the nominal value, the proposed method works well. The proposed method also was simulated in noisy conditions and robustness operation of proposed method has been approved. High speed and accuracy is positive feature of fault detection method using travelling waves. Maximum fault detection time for a 300km line with single-ended method is 1 msec and maximum fault location time is 3 msec. These values are limited to 0.5 msec and 1 msec, regardless of the communication system delay, respectively for double-ended method. Keywords HVDC System Fault Detection, Travelling Wave, Wavelet Transform, HVDC system Fault Location, HVDC Converter Fault Detection
