عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیرپاسخ گزرای ترانسفورمرهای اندازه گیری بر عملکرد رله دیستانس و معرفی الگوریتمهای مناسب برای بازسازی سیگنالهای اندازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1562;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41018;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1562
- تاریخ دفاع
- ۱۰ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- فیروز بدرخانی آجائی
- استاد راهنما
- مجید صنایع پسند
- چکیده
- در این پروژه حالات گذرای ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ شبیه سازی شده و تاثیر آنها بر عملکرد رله های دیستانس دیجیتال بررسی شده است. برای شبیه سازی دقیق تر حالات گذرای ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ، مشخصه مغناطیسی غیرخطی هسته آنها با دقت زیادی مدل سازی شده است. مدل استفاده شده برای پدیده هیسترزیس و جریان گردابی قادر به شبیه سازی حلقه های هیسترزیس فرعی نامتقارن و شار پسماند می باشد. الگوریتم جدیدی برای طراحی بهینه مدار تضعیف فرورزونانس فعال با استفاده از مشخصه امپدانسی دلخواه پیشنهاد شده است که سرعت تضعیف نوسانات فرورزونانس ایجاد شده در ترانسفورماتور ولتاژ خازنی را تا حد قابل توجهی افزایش می دهد. نتایج شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که در صورت استفاده از مدار تضعیف فرورزونانس فعال پیشنهادی، نیازی به استفاده از تجهیزات حفاظت اضافه ولتاژ در سیستم ترانسفورماتور ولتاژ خازنی وجود ندارد. نتایج شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که عملکرد رله دیستانس در دو حالت می تواند تحت تاثیر پاسخ گذرای ترانسفورماتورهای اندازه گیری قرار گیرد: (الف) اعوجاج ایجاد شده در ولتاژ خروجی ترانسفورماتور ولتاژ خازنی در هنگام وقوع اتصـال کوتاه در صـفر ولتاژ، و (ب) اشباع ترانسفورماتور جریان. روش هایی که تاکنون برای جلوگیری از عملکرد نادرست رله های دیستانس در هنگام وقوع حالات گذرای مذکور ارائه شده اند بررسی شدند. در نهایت الگوریتم های مناسبی برای بهبود عملکرد رله دیستانس در هنگام وقوع دو نوع حالت گذرای مذکور پیشنهاد داده شدند. نتایج مطالعات انجام شده نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی برای کاهش تاثیر پاسخ گذرای ترانسفورماتور ولتاژ خازنی بر عملکرد رله دیستانس در بدترین شرایط ممکن مانع از عملکرد نادرست رله می شود، بدون این که سبب کاهش بی مورد سرعت عملکرد رله شود. همچنین الگوریتم پیشنهادی برای تشخیص اشباع ترانسفورماتور جریان قادر به تشخیص وقوع اشباع حتی در شرایط اشباع کم می باشد. علاوه بر این، الگوریتم پیشنهادی برای جبران اعوجاج ایجاد شده در جریان خروجی ترانسفورماتور اشباع شده حتی در شرایط اشباع شدید یا بار اندوکتانسی عملکرد بسیار رضایت بخشی دارد.
- Abstract
- Abstract In this research work transient responses of Current Transformer (CT) and Coupling Capacitor Voltage Transformer (CCVT) and their effects on performance of distance relays are investigated. A detailed core model of the instrument transformers is presented to investigate their transient responses accurately. The adopted magnetic core models represent hysteresis symmetric and asymmetric minor loops, remnant flux, and the eddy current effects. The developed distance relay and instrument transformer models are implemented in the PSCAD/EMTDC software environment. The impacts of Passive and Active Ferroresonance Suppression Circuits (PFSC and AFSC) and Overvoltage Protection Devices (OPDs) for fast suppression of the ferroresonance phenomenon are studied. In addition, a generalized methodology to deduce the AFSC parameters is presented. The study results indicate that the designed AFSC has a better performance in suppression of ferroresonance oscillations. Furthermore, the simulation results indicate that the hysteresis and eddy current effects of the step-down transformer core significantly influence the CCVT ferroresonance behavior. An improved phasor estimation technique based on least squares method is proposed for estimation of voltage and current phasors in distance relays. The method minimizes the impact of transient oscillations of the CCVT output voltage on operation of distance relay during faults. The algorithm performance is evaluated during various fault conditions. The proposed method provides higher tripping speed for close-in faults in addition to solving the overreaching problem for systems with high source to line impedance ratio. The performance of the CT during different saturation conditions is investigated. A least error squares filter with a short data window is used for phasor estimation during unsaturated portion of the current waveform. Moreover, a novel algorithm based on the output stability of the LES filter is introduced for saturation detection. Unlike the majority of existing CT saturation detection algorithms, the proposed saturation detection algorithm is very sensitive to even slight saturation conditions and has more reliable performance during various saturation conditions. Results of simulations for various fault conditions indicate that the proposed algorithm shows significant improvements in compensating the distorted current with a sound precision in a very short time.
