• شماره ركورد
    31488
  • پديد آورنده

    سيدسروش آقائي ميبدي

  • عنوان
    تشخيص خطاي امپدانس بالا با استفاده از ريخت‌شناسي رياضي در سيستم توزيع قدرت
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق - قدرت - سيستم هاي قدرت
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1403/6/28
  • استاد راهنما
    دكتر سيدمحمد شهرتاش
  • استاد مشاور
    ندارد
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    خطاي امپدانس بالا به نوعي از خطاها در سيستم‌هاي توزيع قدرت گفته مي‌شود كه زماني رخ مي‌دهد كه يك رساناي برق‌دار با يك جسم با مقاومت بالا (مانند شاخه درخت، زمين خشك، بتن يا ديگر مواد عايق) تماس پيدا مي‌كند. در اين شرايط، جريان خطا بسيار كوچك است و به دليل اندازه كم، ماهيت غيرخطي و پيچيده اين جريان، تشخيص آن با استفاده از روش‌هاي سنتي حفاظتي بسيار دشوار مي‌شود. در اين پايان‌نامه، به منظور تشخيص خطاي امپدانس بالا در سيستم توزيع قدرت، الگوريتمي بررسي مي‌شود كه مبتني بر ريخت‌شناسي رياضي بوده و از سيگنال ولتاژ توالي صفر شبكه به عنوان ورودي استفاده مي‌كند. در زمينه تشخيص خطاهاي امپدانس بالا، ريخت‌شناسي رياضي براي پردازش و تحليل سيگنال‌هاي ولتاژ يا جريان استفاده مي‌شود. با استفاده از اين راهبرد، مي‌توان ويژگي‌هاي مهم سيگنال كه نشان‌دهنده وقوع يك خطا است را استخراج كرد و تغييرات كوچك يا اختلالات غيرخطي ناشي از خطاها را از نويزها و تغييرات عادي در سيستم تفكيك نمود. به علت تشابه برخي ويژگي‌هاي اصلي خطاي امپدانس بالا با تعدادي از رويدادهاي طبيعي سيستم توزيع قدرت، اين الگوريتم دچار تشخيص نادرست مي‌شود كه اين منظور براي تقويت آن از فيلترهاي مختلف جهت حذف فركانس هاي بالاي 700 هرتز و هارمونيك فرد سيستم استفاده مي‌شود. اين روش بر روي سيستم آزمايشي 13 گره‌اي IEEE تست شده است كه شامل خطوط هوايي، كابل‌هاي زيرزميني و بارهاي نامتعادل در ولتاژ 4.16 كيلوولت است. اين سيستم شبيه‌سازي شرايط واقعي شبكه‌هاي توزيع قدرت را امكان‌پذير كرده و عملكرد الگوريتم در تشخيص خطاهاي امپدانس بالا و شرايط غيرخطي به‌طور جامع ارزيابي شده است. الگوريتم تقويت‌شده در شرايط وقوع خطا بر روي سطوح مختلف و فواصل مختلف آن از محل تشخيص، داراي عملكرد درست است و رويداد‌هاي طبيعي سيستم مانند كليدزني بارهاي غيرخطي و خازني، وجود بارهاي نامتعادل و برقدار كردن ترانسفورماتور در عملكرد اين الگوريتم خللي وارد نمي‌كند. همچنين نويز به وجود آمده بر روي سيگنال ورودي الگوريتم تقويت‌شده باعث تشخيص نادرست خطاي امپدانس بالا نمي‌شود. اين روش به علت تحليل سيگنال ورودي در حوزه زمان و فركانس نمونه‌برداري پايين، داراي بارمحاسباتي كم بوده و زمان محاسبات و تشخيص خطا قابل قبول است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/08/16
  • عنوان به انگليسي
    High Impedance Fault Detection Using Mathematical Morphology in Power Distribution Systems.
  • تاريخ بهره برداري
    9/18/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سيدسروش اقائي ميبدي

  • چكيده به لاتين
    A high-impedance fault refers to a type of fault in power distribution systems that occurs when an energized conductor comes into contact with a high-resistance object, such as a tree branch, dry ground, concrete, or other insulating materials. In these conditions, the fault current is very small, and due to its low magnitude and the nonlinear and complex nature of this current, detecting it using traditional protective methods becomes very challenging. In this thesis, an algorithm is examined to detect high-impedance faults in power distribution systems, based on mathematical morphology and using the zero-sequence voltage signal of the network as input. In the field of high-impedance fault detection, mathematical morphology is used to process and analyze voltage or current signals. This technique allows for extracting key features from the signal that indicate the occurrence of a fault, and distinguishing small changes or nonlinear disturbances caused by faults from noise and normal variations in the system. Due to the similarity of some primary characteristics of high-impedance faults with several natural events in the power distribution system, this algorithm may result in false detection. To enhance its accuracy, various filters are employed to eliminate frequencies above 700 Hz and odd harmonics from the system. This method has been tested on the IEEE 13-node test system, which includes overhead lines, underground cables, and unbalanced loads at a voltage of 4.16 kV. This system enables the simulation of real-world conditions in distribution networks, and the performance of the algorithm in detecting high-impedance faults and nonlinear conditions has been comprehensively eva‎luated. The enhanced algorithm performs correctly during fault conditions on various surfaces and at different distances from the detection point, while natural system events such as switching of nonlinear loads and capacitors, unbalanced loads, and transformer energization do not affect its operation. Additionally, noise introduced to the input signal does not lead to false detection of high-impedance faults. Due to its low sampling rate for time and frequency domain signal analysis, this method has a low computational burden, and the calculation and fault detection times are acceptable.
  • كليدواژه هاي فارسي
    تشخيص خطا امپدانس بالا , ريخت‌شناسي رياضي , جريان توالي صفر , هارمونيك فرد , رويدادهاي طبيعي سيستم , حوزه زمان
  • كليدواژه هاي لاتين
    High Impedance Fault Detection , Mathematical morphology , Zero-sequence current , Odd harmonics , Natural system events , Time domain
  • Author
    Seyyed Soroosh Aghaei
  • SuperVisor
    Dr. Seyed Mohammad Shahrtash