عنوان پایان‌نامه
بهبود حفاظت خطوط موازی چند ترمیناله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2089;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54311
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- امیر قاسمی
- استاد راهنما
- مجید صنایع پسند
- چکیده
- به دنبال گسترش شبکه¬های قدرت و افزایش پیچیدگی آن¬ها، حفاظت سریع و مطمئن اجزای شبکه بیش از پیش اهمیت یافته است. در این میان حفاظت مناسب خطوط انتقال انرژی به دلیل تاثیر مهم آن¬ها بر پایداری شبکه قدرت از اهمیت ویژه¬ای برخوردار می¬باشد. خطوط موازی نصب شده بر روی دکل¬های مشترک به دلیل مزایای بسیاری همچون قابلیت انتقال توان الکتریکی بالا، افزایش پایداری و قابلیت اطمینان شبکه و استفاده از حریم مشترک به صورت گسترده¬ در شبکه¬های انتقال ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می¬گیرند. خطوط چندترمیناله اغلب دارای مزایای اقتصادی، فنی و زیست محیطی قابل توجهی در مقایسه با خطوط دوترمیناله برای انتقال انرژی در شبکه¬های انتقال ولتاژ بالا می¬باشند. در صورت بکارگیری مدارهای موازی در خطوط چندترمیناله، اثر تزویج متقابل میان مدارها در ترکیب با اثر جریان تغذیه میانی، حفاظت از چنین خطوطی را به مسئله¬ای چالش برانگیز تبدیل می¬نماید. حفاظت دیفرانسیل عرضی، روش حفاظت متداول برای خطوط موازی چندترمیناله می¬باشد. در برخی حالات این روش قادر به شناسایی صحیح خطا نمی¬باشد. در این پایان¬نامه دو ساختار متفاوت از خطوط موازی چندترمیناله مورد بررسی قرار گرفته است، ساختار نامتقارن و ساختار متقارن. به منظور حفاظت از خطوط موازی چندترمیناله با ساختار نامتقارن، یک الگوریتم مبتنی بر امواج سیار اولیه ناشی از وقوع خطا پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی تنها از امواج سیار اولیه ناشی از خطا استفاده می¬نماید. این الگوریتم برای تمایز خطای داخلی و خارجی در خط انشعابی از انرژی امواج سیار استفاده می¬نماید. علاوه بر این، این الگوریتم خطاهای روبرو و پشت رله را از طریق مقایسه شیب اولیه سیگنال-های تفاضلی ولتاژ و جریان متمایز می¬نماید. این روش تنها از سیگنال¬های اندازه¬گیری شده در محل رله استفاده می-نماید. این روش، خطاهای بین¬مداری را نیز پوشش داده و قادر است فازهای خطادار را به درستی دسته¬بندی نماید. به منظور حفاظت از خطوط موازی چندترمیناله با ساختار متقارن، یک الگوریتم حفاظتی مبتنی بر روش دیفرانسیل عرضی پیشنهاد شده است. این روش نیز تنها از سیگنال¬های اندازه¬گیری شده در محل رله استفاده می¬نماید. روش پیشنهادی، یک روش دیفرانسیل عرضی جهت¬دار می¬باشد که از تغییر جهت جریان بوجود آمده در فازهای متناظر از خطوط موازی، جهت تشخیص خطا در ترمینال¬های فاقد منبع قدرت و یا دارای منبع قدرت ضعیف استفاده می¬نماید. در این روش از سیگنال تفاضلی جریان به منظور تعیین مدار خطادار در ترمینال¬های فاقد منبع قدرت استفاده شده است. این الگوریتم وقوع خطا در نواحی انتهایی خط انتقال تحت حفاظت را از طریق تشخیص باز شدن کلید انتهای خط، شناسایی می¬نماید. بر خلاف اغلب الگوریتم¬های موجود، این روش خطاهای بین¬مداری و خطاهای دوردست را پوشش داده و قادر است فازهای خطادار را به درستی دسته¬بندی نماید. مطالعات شبیه¬سازی گسترده¬ای جهت ارزیابی عملکرد الگوریتم¬های پیشنهادی با استفاده از نرم¬افزار PSCAD/EMTDC انجام شده است.
- Abstract
- Following fast development and increasing complexity of power systems, fast and reliable protection of power system components has become more important in recent years. Among these components, transmission lines are of special concern due to their important effect on power system stability. Parallel circuit transmission lines installed on the same towers are extensively utilized in high-voltage transmission systems due to their high power transfer capability, increase in power system reliability, and sharing the same right-of-way. Three-terminal lines often offer considerable economic, technical and environmental advantages over two-terminal lines for EHV power transmission purposes. In double-circuit line applications, the mutual coupling effect combined with the intermediate infeed, makes the protection of such lines a challenging problem. The cross-differential techniques are one of the conventional protection techniques for double-circuit multi-terminal lines. In some situations, these techniques are not able to properly detect the fault. In this thesis, two different configurations of double-circuit multi-terminal lines have been investigated: asymmetrical tapped line and symmetrical tapped line. An algorithm based on the initial fault-induced traveling waves is proposed to protect double-circuit multi-terminal lines with asymmetrical tapped line. The proposed algorithm only uses initial current traveling waves extracted by the wavelet transform. This algorithm uses traveling waves energy to discriminate internal and external faults on the tapped line. It also discriminates forward and reverse faults by using the initial slope of the superimposed voltage and current signals. The proposed algorithm only uses the signals measured at the relay location. It covers inter-circuit faults, and is able to reliably select the faulted phases. An algorithm based on the cross-differential technique is proposed to protect double-circuit multi-terminal lines with symmetrical tapped line. The proposed algorithm only uses the signals measured at the relay location. This algorithm is a directional cross-differential technique that detects current inversion in corresponding phases of the parallel circuits to discriminate fault in buses without a power source or with a weak power source. Moreover, the algorithm uses the superimposed current signals to identify the faulted phases. It covers the end part of the transmission line via detecting the operation of the remote circuit breaker. In contrast to most other algorithms, the proposed algorithm covers inter-circuit and remote faults, and is able to reliably select the faulted phases. Extensive simulation studies were performed using PSCAD/EMTDC software to evaluate the performance of the proposed algorithms.
