قالب جدید تقویت از راه دور دیجیتال در خط دو مداره با جبران سازی سری
چکیده
این مقاله قالب جدید تقویت از راه دور دیجیتالی را معرفی می‌کند که به خطای زمین و هادی باز به صورت هم زمان و هم فاز در خط دو مداره با جبران‌سازی سری مربوط می‌شود. در قالب ارائه شده، تأثیر جبران‌سازی سری، تزویج دوگانه ترتیب صفر، تغذیه ورودی/خروجی از راه دور، و محدوده تقویت در نظر گرفته شده است. تقویت از راه دور دیجیتال معمولی دارای نوعی امکانات جبران سازی سری است که توان حفاظت کافی را در شرایط گفته شده ندارد. اساس قالب ارایه شده را مشتق مقادیر جبران سازی شده امپدانس ها با استفاده از نظریه جزء متقارن تشکیل می دهد. برای ارزیابی و تأیید قالب مورد نظر، بسیاری از شبیه سازی‌های MATLAB/SIMULINK را در خط انتقال دومداره با جبران سازی سری، طول 300 کیلومتر و ولتاژ 400 کیلوولت به کار بردیم. در نهایت، ارزیابی مقایسه ای بین قالب ارایه شده و قالب معمول دارای امکانات جبران سازی سری انجام دادیم. نتایج شبیه سازی بیان می کنند که قالب ارایه شده بهتر و مؤثر تر است، چون درصد خطای آن در محدوده 4.19%± است.
1. مقدمه
توان انتقالی افزایش یافته، پایداری بیشتر سیستم، کنترل بهتر ولتاژ، ظرفیت بارگذاری بیشتر و کنترل شارش توان انعطاف‌پذیرتر همگی از دلایل اصلی فنی برای نصب و استفاده از خازن‌های سری (SCs) در خطوط طویل انتقال است. اما SC ها و دستگاه‌های حفاظتی آن ها (معمولاً مقاومت‌های نیمه هادی (واریستورها) اکسید فلزی (MOVs) و یا شکاف‌های هوایی هستند) مشکلات بسیاری در قالب های حفاظتی معمول به وجود می‌آورند [1]. به علاوه، حضور خطاهای هم زمان در خطوط دو مداره با جبران سازی سری می تواند باعث بروز مشکلاتی جدی در پایداری سیستم توان شود. خطاهای هم زمان مانند خطاهای تخلیه به زمین، خطاهای بین کشوری، هادی باز و خطا های زمین از جمله خطاهایی هستند که در یک خط انتقال دو مداره و در یک زمان یا مکان‌های مختلف رخ می‌دهند [2]. از بین تمام این خطاها، هادی باز و خطای زمین هم زمان با آن به اختلالات جدی سیستم توان منجر می‌شوند که می تواند باعث بروز مشکل در تقویت از راه دور دیجیتال شود [2] و [3]. این نوع خطا می تواند در خطی رو به بالا و در اثر هادی فاز شکننده در نزدیکی یک برج رخ دهد. هادی شکننده در یک سمت برج به کمک عایق های معلق نگه داشته شده و هادی شکننده در سمت دیگر برج به روی زمین می افتد. هم چنین با حضور امپدانس تزویج دوگانه ترتیب صفر بین خطوط دو مداره، کارکرد تقویت از راه دور دیجیتال معمول هم تحت تأثیر قرار می گیرد. زمانی که تأثیر مقاومت خطا را هم در نظر بگیریم، موقعیت بدتر هم می شود. در شرایط خاص حتی ممکن است در حالت کلی، خط حفاظتی بخش میانی هم پوشش ناحیه اول خود را از دست بدهد.
Abstract
This paper presents a new digital distance relaying scheme which takes care of a simultaneous open conductor and ground fault occurring coincidently on the same phase at the same point on a series-compensated double-circuit line. The effect of series compensation, mutual zero-sequence coupling, remote infeed/outfeed, and fault resistance on the relay reach has been considered by the proposed scheme. The conventional digital distance relay having facility of series compensation fails to provide adequate protection in the presence of such conditions. The proposed scheme is based on the derivation of the compensated values of impedance using symmetrical component theory. To validate the proposed scheme, numerous computer simulations have been carried out using MATLAB/SIMULINK software on an existing 400-kV, 300-km-long series-compensated double-circuit transmission line. At the end, a comparative evaluation between the proposed scheme and the conventional scheme having a facility of series compensation is carried out. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed scheme since the percentage error is within 4.19%.
I. INTRODUCTION
INCREASED transmittable power, improved system stability, reduced transmission losses, enhanced voltage control, increased loading capacity, and more flexible power-flow control are the major technical reasons behind installing series capacitors (SCs) on long transmission lines. However, SCs and their protective devices (typically metal–oxide varistors (MOVs) and/or air gaps), create several problems for the conventional protection schemes [1]. Further, the occurrence of simultaneous faults on series-compensated double-circuit lines can initiate serious problems of power system instability. Simultaneous faults, such as flashover faults to ground, cross-country faults, and open conductor and ground faults are those faults which occur either at the same or different locations on a double-circuit transmission line [2]. Among such types of faults, simultaneous open conductor and ground fault creates serious power system disturbance that can lead to incorrect tripping of the conventional digital distance relay [2], [3]. This type of fault may occur on an overhead line due to a phase conductor breaking at a point near the tower. The broken conductor on one side of the tower is being held by the suspension insulators and that on the other side has fallen to ground. Performance of the conventional digital distance relay is also affected by the presence of zero-sequence mutual coupling impedance between double-circuit lines. The situation could become even worse when the impact of fault resistance is considered. In certain conditions, that may cause the protected line’s middle section to lose the first zone coverage altogether [4].
چکیده
1. مقدمه
2. مسائل حفاظتی مربوط به خطوط دو مداره با جبران سازی سری در صورت حضور هم زمان هادی باز و خطای زمین
الف) شبکه خط دو مداره با جبران سازی سری
ب ) مدل معادل خطی شده SC/MOV
ج) تزویج دوگانه و مقاومت خطا
د) حضور هم زمان هادی باز و خطای زمین
3. تحلیل حضور هم زمان هادی باز و خطای زمین
الف) امپدانس سنجیده توسط قالب معمول
ب) امپدانس سنجیده توسط قالب ارایه شده
4. نتایج و بحث
الف. تغییر مکان خطا و زاویه انتقال توان
ب. تغییر امپدانس تزویج دوگانه ترتیب صفر
ج. تغییر سطح جبران سازی
د. تغییر مقاومت خطا
ه. خطا های نزدیک و دور
و. کارکرد و بازده SC/MOV و قالب ارایه شده در صورت وجود خطا
5. مزایای قالب ارایه شده
6. نتیجه گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROTECTION ISSUES OF SERIES-COMPENSATED DOUBLE-CIRCUIT LINES DURING SIMULTANEOUS OPEN CONDUCTOR AND GROUND FAULT
A. Series-Compensated Double-Circuit Line Network
B. Linearized Equivalent Model of SC/MOV
C. Mutual Coupling and Fault Resistanc
D. A Simultaneous Open Conductor and Ground Faul
III. ANALYSIS OF SIMULTANEOUS OPEN CONDUCTOR AND GROUND FAULT
A. Impedance Measured by the Conventional Scheme
B. Impedance Measured by the Proposed Scheme
IV. RESULTS AND DISCUSSIONS
A. Change in Fault Location and Power Transfer Angle
B. Variation in Zero-Sequence Mutual Coupling Impedanc
C. Change in Level of Compensation
D. Change in Fault Resistan
E. Close-In and Remote-End Fault
F. SC/MOV and Proposed Scheme Performance During Faul
V. ADVANTAGES OF THE PROPOSED SCHEME
VI. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه