دانلود شبیه سازی مقاله تشخیص خطا در زمان نوسانات توان با مشخصه فازور فرکانس

تشخیص خطا با فازور فرکانس

سیستم قدرت به هم پیوسته شامل یک زیرساخت پیچیده و غیرخطی بزرگ است که شامل انواع مختلفی از واحدهای تولید، انتقال و ترانسفورماتور می باشد، اما به آن ها محدود نمی شود. پس از اغتشاشات چشمگیر، مولدها سعی می کنند سنکرون بودن خود را حفظ کرده و پایداری سیستم را برقرار سازند. این نوع پایداری که معمولاً با عنوان پایداری زاویه روتور از آن یاد می شود، شامل پایداری گذرا و سیگنال کوچک است. در حین ایجاد اغتشاش در سیستم قدرت، زاویه روتور نوسانات شدیدی را با توجه به شدت اغتشاش تجربه می کند. از نقطه نظر شبکه انتقال، این نوسانات که نوسان قدرت نامیده می شوند، به صورت تغییر در اندازه و زاویه فازورهای ولتاژ و جریان ظاهر می شوند. نوسانات قدرت در شرایطی با بارگذاری سنگین/ شدید، تهدیدی نسبت به حفاظت دیستانس خطوط انتقال تلقی می شوند. در هنگام نوسان توان، منحنی امپدانس رویت شده بوسیله رله های دیستانس، احتمالاً از محدوده تحت حفاظتشان فراتر می رود. از بین نواحی حفاظتی رله های دیستانس، زون 3 تحت مشکلات عملکردی بیشتری قرار می گیرد. این شرایط در برخی قطعی های گسترده تجربه شده اند. اقدامات پیشگیرانه متداول برای رله های دیستانس با عملکرد نامطلوب عبارتند از مسدودسازی آن ها در حالت استمرار یافتن نوسانات توان. البته خطاها در این نوسانات، آسیب پذیری ژنراتورهای نوسانی در برابر شرایط خارج از برنامه را افزایش می دهد. این خطاها باید باسطح بالایی از تشخیص پذیری و اتکاپذیری مورد شناسایی و برطرف سازی قرار بگیرند. در برخی الگوریتم های حفاظتی، این نوع خطاها با بررسی جریان های توالی صفر، شناسایی می شوند. البته این روش قادر به تشخیص خطاهای متقارن نیست. تبدیل موجک، مولفه فرکانس بالا موج های رونده، و میانگین سیگنال های جریان با پنجره متحرک در تحقیقات و پروژه های قبلی برای شناسایی خطاهای متقارن در نوسانات توان بکار رفته اند. البته آن ها از فشار محاسباتی بالا، فرکانس بالای نمونه گیری رنج می برند، و نیز از ترانسفورماتورهایی با ابزارهای خاص استفاده می کنند و به اندازه گیری تمامی فازها نیاز دارند.

در این پروژه، فازورهای فرکانس پایه ولتاژ و جریان که ویژگی های جالبی دارند را نشان داده ایم. می توان از آن ها برای تمایزدهی سوئینگ های توان و خطاهای مدار کوتاه استفاده کرد. اندازه های نوسانات ولتاژ و جریان، در نوسانات توان، خارج از فاز، و در طول خطا، داخل فاز (هم فاز) هستند. در خطوط انتقال تغذیه شده از دو انتها، اندازه های ولتاژ و جریان نشان دهنده نوسانات خارج از فاز در طول نوسانات توان هستند. در خطوط شعاعی، نوسانات هم فاز هستند. وقوع خطا در نوسانات توان، تغییرات شناسایی شده در حالت هم فاز را تغییر می دهد. این ویژگی ها به صورت تحلیل از مدل های مولد سنکرون، در مطالعات پایداری استخراج شده اند. از سوی دیگر، نشان داده شده است که مدلسازی جریان های خطای عادی برای خطاهای بوقوع پیوسته در نوسانات توان دقیق نیست. با توجه به ویژگی های مطرح شده از فازهای ولتاژ و جریان، دو روش جدید تشخیص خطا، برای تشخیص خطا در نوسانات ولتاژ پیشنهاد شده اند. روش های پیشنهادی عاری از تنظیمات هستند، براحتی پیاده سازی می شوند، سرعت بالایی دارند، قابلیت بهبود حفاظت دیستانس خط در پدیده نوسان توان را دارا هستند. نکته ارزشمندتر اینکه کارکرد مسدودسازی نوسان توان رله های دیستانس، پس از وقوع هر نوع خطای مدار کوتاه و تشخیص توسط روش پیشنهادی بلافاصله غیرفعال می شود. آن ها حتی در خطاهای متقارن سه فاز نیز مفید هستند. آن ها برای برخی رله های حفاظتی دیگر چالش برانگیز می باشند. علاوه بر این، روش پیشنهادی قابلیت انتخاب فاز با تشخیص فازهای خراب در خطاهای غیرمتقارن را ممکن می سازد. دو سیستم قدرت شبیه سازی شده، و داده های میدانی برای ارزیابی و تحلیل تغییرات ولتاژ و جریان در حین نوسانات توان بکار رفته اند. نتایج نشان دهنده بازدهی و مزایای روش های پیشنهادی در کاربردهای حفاظت سیستم های قدرت هستند.

این پروژه به بررسی تکنیک تشخیص خطای اتصال کوتاه در زمان نوسانات توان پرداخته و از دو روش دلتا و ادمیتانس در آن استفاده شده است. مشخصه سیستم قدرت به صورت شکل زیر است که به دلیل ناقص بودن داده های مقاله، از داده های تست استفاده گردیده است:

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز، تعدادی از تصاویر خروجی قرار داده شده است: