بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله روشی جهت تعیین محل خطا در سیستم های توزیع در حضور منابع تولید پراکند ارائه میشود. در روش ارائه شده با ثبت مقادیر فازورهای ولتاژ و جریان در پست اصلی و تجزیه و تحلیل مدارات توالی مثبت، منفی و صفر سیستم، بخش خطادار در سیستم توزیع شناسایی شده و فاصله محل خطا از پست اصلی محاسبه میشود. روش پیشنهادی قابل اجرا در سیستم توزیع دارای منابع تولید پراکنده با سطح نفوذ بالا و مقادیر مختلف مقاومتهای خطا، میباشد.
نتایج حاصل از بررسی انواع خطا بر روی سیستم در حضور منابع تولید پراکنده، کارآمدی روش پیشنهادی را نشان میدهد. جهت شبیهسازی، روش مورد نظر بر روی یک سیستم توزیع نمونه با استفاده از نرمافزار EMTP انجام گرفته شده است. جهت پردازش و تجزیه و تحلیل اطلاعات از نرمافزار MATLAB استفاده شده است.
مقدمه
موضوع تعیین مکان خطا در سیستمهای توزیع، همواره بهعنوان یک مساله مهم مورد توجه کارشناسان بوده است. شرایطی مثل وجود انشعابات مختلف، ثابت نبودن بار و وجود نفوذ منابع تولید پراکنده در سیستم توزیع، مساله تعیین مکان خطا را با مشکلات زیادی همراه کرده است. این مشکلات، ضرورت طراحی سیستمهای حفاظتی جدید برای سیستمهای توزیع را تقویت میکند
چندین روش برای مکانیابی خطا ارائه کردهاند. اما این روشها برای سیستمهای توزیع بدون حضور منابع تولید پراکنده کاربرد دارند. به تازگی چندین روش بهمنظور در نظر گرفتن اثر حضور منابع DG توسعه یافتهاند که از جمله آنها میتوان به روشهای مبتنی بر امپدانس و اندازهگیری فازورهای ولتاژ و جریان اشاره کرد.
این روشها به دو دسته تقسیم میشوند. دستهی اول بر اساس اندازهگیری ولتاژها و جریانها در پست اصلی است در حالیکه، دستهی دوم به اندازهگیری در هر دو پست اصلی و DG بستگی دارند .روشهایی جهت تعیین خطا ارائه دادهاند. ولی در این مقالات مقاومت خطا در نظر گرفته نشده است.
در این مقاله روشی ارائه میشود که در آن، اندازهگیری ولتاژ و جریان تنها در پست اصلی انجام میگیرد. این یک مزیت برای روش پیشنهادی میباشد. نتایج بهدست آمده اعتبار این روش را برای کاربرد در سیستمهای توزیع شامل منابع تولید پراکنده تایید میکند. در ادامه تاثیر منابع تولید پراکنده بر دقت روش پیشنهادی مورد بررسی قرار میگیرد. سپس خطای اتصال کوتاه تکفاز و سه فاز مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. در نهایت نتایج حاصل از شبیهسازی و نتیجهگیری از مقاله ارائه میشود.
بررسی تأثیر منابع تولید پراکنده بر دقت روش پیشنهادی
زمانی که یک خطای سهفاز با مقاومت خطای RF در فاصلهی بعد از منابع تولید پراکنده رخ میدهد، پست و منابع تولید پراکنده بهصورت موازی برای تغذیه خطا عمل میکنند. زمانی که خطا بعد از DG واقع میشود، امپدانس ظاهری دیده شده از پست متناسب با امپدانس خطا، به دلیل وجود جریان DG مقادیر امپدانس دیگری را در کنار خود خواهد داشت.
نادیده گرفتن جریان DGقطعاً دقت تخمین محل خطا را کاهش خواهد داد. وقوع خطا در نقطهای بعد از DG، مقدار امپدانس خطا را افزایش میدهد و در نتیجه امپدانس دیده شده از انتهای پست - ZAPP - را افزایش میدهد. این امر باعث میشود روش مبتنی بر امپدانس، محل خطا را بیشتر از فاصلهی حقیقی خطا تخمین بزند. با توجه به شکل - 1 - ، زمانی که خطا دارای مقاومت RF قابل توجهی است، روش محل خطا مبتنی بر امپدانس تحت تاثیر یک خطای راکتانس اضافی قرار میگیرد.
از آنجا که جریان اتصال کوتاه در نقطه خطا - IF - از جریان اتصال کوتاه از پست برق - IG - و جریان منابع تولید پراکنده - IDG - بدست میآید، زاویه فاز IF و IG با یکدیگر برابر نیستد. هنگامی که IF منجر به IG میشود، عبارت - IF / IG - RF همراه با رابطهی - - m-d - ZL1 - IDG/IG امپدانس ظاهری خطا را افزایش میدهد و باعث میشود الگوریتمهای تعیین محل خطا، محل خطا را بهطور قابل توجهی زیاد محاسبه کنند.
شکل :1 تأثیر جریان DG روی امپدانس دیده شده از انتهای پست
روش پیشنهادی در سیستم توزیع شامل منابع تولید پراکنده
در این قسمت، برای ارائه روش پیشنهادی، نمودار تک خطی یک فیدر در یک شبکه توزیع شامل منابع تولید پراکنده در شکل - 2 - نشان داده شده است. برای تعمیم این روش، فرض شده است که فیدر شامل اتصالهای متفاوتی میباشد. روش پیشنهادی برای تشخیص مکان خطا از تجزیه و تحلیل مدارات متوالی مثبت، منفی و صفر استفاده کرده است. در ادامه به ترتیب مدار متوالی خطای تکفاز رو به بالا - بین منبع تولید پراکنده و پست اصلی - ، مدار متوالی خطای تکفاز رو به پایین - بعد از منبع تولید پراکنده - و مدار متوالی خطاهای سهفاز، مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. و در نهایت با استفاده از این تحلیلها، روشی برای محاسبهی فاصلهی خطا، حاصل ارائه میشود.
شکل :2 نمودار تک خطی برای یک شبکه توزیع شامل منابع DG
خطای اتصال تکفاز به زمین رو به بالا
برای خطای اتصال یک فاز به زمین با مقاومت خطای RF، که در نقطه F1 رخ میدهد، تمام مدارهای توالی مثبت، منفی و صفر شامل میشوند. سیستم بالاتر از بخش خطا در مدار توالی مثبت توسط مدار معادل تونن Eth - و - Zth ارائه شده است.
