17690

17690

محفاظت ناحيه گسترده و مكان يابي خطا در شبكه انتقال نيرو با استفاده از PMU

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

اسفند 1395

دكتر صادق جمالي

برق

تجهيزات محل يابي خطا در شبكه قدرت معمولا از واحدهاي اندازه گيري محلي استفاده مي كنند. اين احتمال وجود دارد كه واحد¬هاي اندازه‌گيري محلي در زمان خطا دچار نقص شوند يا دقت لازم براي تشخيص صحيح مكان خطا را از دست بدهند. بدين منظور در اين پايان نامه، مكان‌يابي خطا به صورت ناحيه-گسترده به عنوان روشي مطمئن¬تر مورد نظر قرار گرفته¬است. در اين پايان نامه يك روش اخير محل يابي خطا با استفاده از ماتريس امپدانس شبكه و واحدهاي اندازه گيري فاز ( PMU) مورد بررسي و مطالعه قرار مي گيرد. با مطالعات انجام شده از ضعف‌هاي اين روش مي توان در نظر نگرفتن تاثير بار و همچنين نياز به تعداد زياد وسايل اندازه گيري (PMU) بيان نمود. براي رفع اشكال اثر بار، در اين پايان نامه يك روش اصلاح شده ارائه مي‌گردد. عملكرد روش اصلاح‌شده در شبكه 9 شينه WSCC با سطح ولتاژ kV 230 براي بارهاي MW 100، MVar 35 و MW 300، MVar 105 مورد ارزيابي قرار مي گيرد. روش هاي ديگر مكان يابي خطا مبتني بر امواج سيار هستند، كه غالبا از دقت بهتري نسبت به روش‌هاي ديگر برخوردار مي‌باشند. در اين پايان نامه يك طرح مكان يابي خطا مبتني بر امواج به صورت ناحيه‌گسترده در شبكه انتقال مش ارائه مي شود. اين طرح با استفاده از زمان رسيدن موج سيار ناشي از خطا به برخي از شين‌هاي داراي اندازه‌گيري، مكان خطا را تشخيص مي‌دهد. از محاسن اصلي اين ايده مي‌توان تعداد كم تجهيزات اندازه‌گيري مورد نياز اشاره كرد. در شبيه سازي هاي انجام شده بر روي شبكه 39 شينه IEEE تنها با شش تجهيز اندازه‌گيري، مكان خطا تشخيص داده مي‌شود. علاوه بر آن، اين روش مكان‌يابي مستقل از نوع خطا به خوبي عمل مي‌كند. اين نتايج با استفاده از مدل‌سازي شبكه مذكور در نرم افزار EMTP و انجام عمليات توسط MATLAB اعتبار‌سنجي شده است. واژه‌هاي كليدي: مكان‌يابي خطا، حفاظت ناحيه-‌گسترده شبكه انتقال، امواج سيار، واحدهاي اندازه‌گيري فازور.

1396/04/24

1/1/1900 12:00:00 AM

Fault location equipment for transmission lines usually use local measurements. There is a possibility for failure of the measurement units and/or the malfunction of the fault location equipment. In order to have a robust and reliable fault location, redundant measurements using wide-area fault location methods is helpful. This dissertation presents a study on recent fault location methods based on phasor measurement unit (PMU) and wide-area measurements. Recent studies focus on two wide area fault location methods which are based on the bus impedance matrix or traveling wave. The method that is analyzed in this dissertation, uses PMUs and the bus impedance matrix to locate faults. One of the flaws in this method is the ignorance of loads in the calculations, which causes loss of accuracy in highly loaded grids. The method is modified to consider the load effect. The accuracy of the method is studied on the 230 kV WSCC 9-bus test system by including loads of 100 MW, 35 MVar and 300 MW, 105 MVar. The second method using the traveling wave theory is more accurate than other methods. A novel method for wide-area fault location using traveling wave theory is developed in this study. This method carries out the fault location using the arrival time of the fault wave in sparse locations throughout the grid. One of the main advantages of this method is the small number of the measurement units required to perform the fault location. For instance, a fault in the IEEE 39-bus test system is located using only six measurement units. Furthermore, this fault location method locates the faults accurate enough regardless of the fault types. The accuracy of the method is validated by simulation studies on the IEEE 39-bus system using the EMTP software tool. The mathematical calculations are carried out using the MATLAB software tool. Keywords: Fault-location, Transmission Networks, Wide-area Protection, Traveling Wave, PMU.