30418

بررسي اتصال زمين در شبكه هاي توزيع در رژيم هاي ماندگار و گذرا

كارشناسي ارشد

مهندسي برق

1399

1402/7/10

سيد محمد شهرتاش

مهندسي برق

زمين در مدارات و سيستم هاي الكتريكي همواره به عنوان مرجع و نقطه اي با پتانسيل صفر مد نظر قراره گرفته است. در صورت وقوع خطاي زمين به طور كلي جريان خطا همواره به صورت كامل از زمين كه صرفا به عنوان يك هادي لحاظ مي شود، عبور كرده و مدار به اين ترتيب بسته مي شود و حلقه ي عبور براي جريان خطا شكل مي گيرد. در شبكه هاي توزيع با نوترال غير مستقيم، با توجه به امپدانس موجود در حلقه ياد شده يا حتي عدم تشكيل اين حلقه عبور جريان، اوال مقدار جريان خطاي زمين به شدت پايين آمده و همچنين جريان خطا مسير خود را از جايي ديگر مانند خازن فازهاي سالم و همچنين فيدرهاي سالم طي ميكند. با توجه به تفاوت هاي موجود در اين شبكه ها، عدم امكان توجيه و عدم وجود دقت كافي در وجود صرفا يك مقاومت سري با خطا براي مدلسازي تمامي امپدانسهاي موجود در حلقه ي خطا و با پيش فرض وجود ولتاژ گام در صورت وجود خطاي زمين، نياز به مدل سازي موجه و دقيق زمين براي هنگام تزريق خطا وجود دارد. بدين ترتيب در اين پژوهش به شرح و بسط يك مدل پيشنهادي براي زمين پس از تزريق جريان به آن پرداخته شده است. در اين مدل از يك منبع ولتاژ وابسته به جريان ) CCVS )استفاده شده است. با توجه به مدل ارائه شده امكان استفاده از آن براي تعيين و اندازه گيري ميداني مقاومت سيستم زمين و مقاومت ويژه زمين به صورت ميداني براي بهبود دقت و كاهش هزينه هاي مالي و زمان مصرفي براي اين اندازهگيري ها نيز بوجود آمده است كه ابتدا زمين به صورت يك مدار شامل CCVS مدل شده و پس از آن بوسيله روابط موجود مطروحه دقت اندازهگيري مقاومت ها افزايش پيدا ميكند. تمامي شبيه سازيها و اعتبارسنجيهاي مدل ارائه شده براي زمين در اين پژوهش توسط نرم افزار متلب و سيمولينك در قالب مدارهاي الكتريكي و برنامه نويسي براي ارائه روش اندازه گيري پيشنهادي مقاومت ويژه زمين و مقاومت سيستم زمين، انجام شده است. همچنين براي تاييد صحت شبيه سازي هاي انجام شده، آزمايشهاي ميداني واقعي نيز انجام شده است. همچنين نتايج شبيهسازيها و آزمايشات عملي در راستاي تاييد ايده اين موضوع در مقايسه با ساير روش ها، بهبود خروجي ها را نشان مي دهد.

1402/10/10

earth fault analysis in distribution networks in steady state and transient regime

1/1/1900 12:00:00 AM

Earth has always been considered as a reference and a point with zero potential in electrical circuits and systems. In the event of a ground fault, the fault current always completely passes through the ground, which is only considered as a conductor, and the circuit is closed accordingly, and a passing loop is formed for the fault current. In distribution networks with indirect neutral, due to the impedance in the mentioned loop or even the absence of this current passing loop, first of all, the value of the ground fault current is reduced by six times and also the fault current takes its path from another place such as the capacitor of healthy phases and It also passes healthy feeders. Considering the differences in these networks, the impossibility of justification and the lack of sufficient accuracy in the existence of only one series resistance with a fault to model all the impedances in the fault loop and assuming the presence of a step voltage in the presence of a ground fault, the need for justified modeling And there is a precise ground for when injecting errors. Thus, in this research, the description and development of a proposed model for the earth after the injection of current has been discussed. A current dependent voltage source (CCVS) is used in this model. According to the presented model, it is possible to use it to determine and measure the resistance of the earth system and the specific resistance of the earth in the field in order to improve the accuracy and reduce the financial costs and time spent for these measurements. CCVS is modeled and then the accuracy of resistance measurement is increased by the existing relationships. All the simulations and validations of the model presented for the earth in this research have been done by MATLAB and SIMULINK® software in the form of electrical circuits and programming to provide the proposed method of measuring the specific resistance of the earth and the resistance of the earth system.

اتصال زمين , ولتاژ گام , سيستم زمين

earth fault , step voltage , grounding system

Kasra Farzaneh

Seyed Mohamad Shahrthash