عنوان پایان‌نامه
بررسی مشکلات اشباع CTدرحفاظت دیفرانسیل باس باروارا
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق -قدرت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 35510
- تاریخ دفاع
- ۳۱ تیر ۱۳۸۶
- دانشجو
- حامد دشتی
- استاد راهنما
- مجید صنایع پسند
- چکیده
- حفاظت باسبار‌های فشارقوی یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین وظایف حفاظتی برای مهندسین حفاظت سیستم قدرت می‌باشد. اگر چه خطاهای روی باسبار به ندرت اتفاق می‌افتند، لیکن با توجه به اینکه امروزه سیستم های قدرت نزدیک به حد پایداری کار می‌کنند، بدین لحاظ اگر حفاظت باسبار بدرستی عمل نکند وخطا روی باسبار باقی بماند، می‌تواند موجب ناپایداری سیستم گردد. ازطرف دیگر عملکرد اشتباه حفاظت باسبار می تواند باعث بی برق شدن همزمان چندین فیدر گردد. به همین دلیل حفاظت دقیق و سریع باسبار، حایز اهمیت فراوانی است. مؤثرترین روش حفاظتی که تاکنون برای باسبار پیشنهاد شده است، حفاظت دیفرانسیل است. اشکال عمده حفاظت دیفرانسیل، اشباع هسته ترانسفورماتورجریان (CT) است که ممکن است باعث عملکرد نابجای رله دراثر وقوع یک خطای خارجی نزدیک باسبار گردد. بنابراین در رله های دیفرانسیل مدرن (دیجیتال) معمولاً واحدی جهت تشخیص اشباع تعبیه شده است تا پایداری رله را در این موارد تضمین نماید. براین اساس دراین پایان نامه، سه روش برای تشخیص اشباع هسته ترانسفورماتور جریان پیشنهاد شده است. در روش اول، معیار مشتق دوم جریان بهبود داده شده است. در روش دوم، معیاری براساس لحظه عبورازصفرجریان در نیم سیکلهای فرد به منظور تشخیص اشباع پیشنهاد شده است. روش سوم، ترکیبی از هردو معیار مشتق دوم و عبور از صفرجریان می باشد. درنهایت سه رله دیفرانسیل امپدانس پائین جهت حفاظت باسبار براساس روشهای تشخیص اشباع مشتق دوم، معیار عبورازصفر و معیار ترکیبی که از نظر الگوریتم عملکردی و مشخصه رله دیفرانسیل متمایزمی باشند، معرفی و ارائه گردیده است. این روشها و الگوریتمها درحالات مختلفی مورد تحلیل وبررسی قرار گرفته اند. با استفاده از نرم افزار EMTDC¬(PSCAD)، یک شبکه نمونه شبیه سازی شده و با استفاده از برنامه هایی که در محیط MATLAB نوشته شده اند، تمامی روشهای پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته اند.
- Abstract
- A busbar is the connecting point of a variety of elements and a number of transmission lines and any maloperation of busbar protection relays would cause the loss of all of these elements. Busbar protection has always been important, but high-speed schemes are now more necessary, because many power systems are operated closer to their stability limits, and therefore fast clearing time of fault is essential. Percentage restraint differential relay is the most common scheme used for busbar relays. When a fault occurs on a transmission line near to a busbar, and a CT saturates, fictitious operational current appears in the differential relay. The differential relay can declare an internal fault condition and misoperates if the ratio of the operating current to the restraining current is greater than the slope setting threshold. Several solutions have been proposed for the CT saturation problem. One of the efficient methods to stabilize differential busbar protection which is implemented in industrial relays is using a saturation detection unit when a CT saturation condition is occurred. In this thesis, three different techniques are suggested to detect CT saturation. The first CT saturation detection unit (CTSDU) is based on a technique which utilizes the second derivative of CT output current with adaptive thershold.The second proposed method utilizes the zero crossing principle which compares the predicted and measured zero crossing of the current signal. This method is able to detect even small saturation of secondary currents. Combination of two saturation detection methods (zero crossing and second derivative of the CT output current) is the best solution for using as a CTSDU in any differential protection scheme. Meanwhile, in this thesis three new techniques are also proposed for prevention of relay misoperation while at least one of the CTs is saturated due to an external fault with high decay dc component. In the first technique, adaptive change in the slope of the low impedance busbar relay characteristic is suggested to dominate mal-operation when an external fault happens. The CTSDU is based on the second derivative of the CT output current. A factor called Saturation Index (SI) is calculated from which the slope of the low impedance busbar relay is adaptively changed. In the second method, restraint current is adaptively increased based on SI which is calculated by zero crossing principle.This relay utilizes a dual-slope characteristic. The algorithm of the third proposed method is similar to the above method but, this technique is based on increasing of restraint current and uses third CTSDU. An important 400 kV busbar from the Iran national grid (busbar of sirjan substation) along with its related CTs are simulated with PSCAD/EMTDC for studying the proposed new techniques. The selected CT characteristics are based on CT requirement of the commercial relays. Obtained results demonstrate the precise operation of the proposed relays in different conditions.
