بخشی از مقاله
چکیده
دستهبندي دقیق خطا و انتخاب سریع فاز درگیر در خطا در سیستم قدرت از اهمیت ویژهاي برخوردار است. در این مقاله الگوریتمی براي دستهبندي خطا و انتخاب فاز بر اساس امواج سیار با نمونهبرداري از لحظات اولیه جریان خطا در خطوط بدون جبران و جبرانشده سري بررسی شدهاست. مشخصههاي خطاهاي مختلف با تبدیل کارنبار از همدیگر جدا شدهاند. براي تحقیق در موج جریان در لحظات اولیه وقوع خطا و جداسازي ویژگیهاي این جریان از تبدیل ویولت بهره گرفته شده است.اثر خازن سري در تشخیص درست خطا نیز مورد بررسی قرار گرفته و شبیهسازيهاي مختلفی با نرمافزار PSCAD براي بررسی درستی الگوریتم انجام شده و نتایج آورده شده است.
-1 تشخیص نوع خطا و جداسازي خطاهاي فاز به زمین و فاز به فاز به منظور انتخاب الگوریتمهاي مناسب توسط ادوات حفاظتی.
-2 تشخیص فاز معیوب در عملکردهاي اتوریکلوزینگ و قطع تکفاز
اصولی که براي انجام دستهبندي خطا مورد استفاده بوده را به سه دسته میتوان تقسیم کرد.[3]
-1 روشهایی که بر اساس مؤلفه فرکانس قدرت میباشند ترتیبی هستند که به خصوص در روشهاي سنتی بیشتر استفاده میشوند مانند الگوریتمهایی که براساس مسافت و اندازهگیري امپدانس هستند.
-2 روشهایی با اصول مؤلفههاي متقارن
-3 روشهایی بر اساس سیگنالهاي گذرا
-1 مقدمه
در مقالات مختلفی الگوریتمهاي حفاظتی بر اساس موج سیاردستهبندي خطا و انتخاب فاز درگیر در خطا نقش مهمی درمورد مطالعه قرار گرفتهاند که از نتایج این مقالات در بحث
حفاظت خطوط انتقال دارد. مهمترین دلایل براي انجام دسته-دستهبندي خطا و انتخاب فاز میتوان بهره گرفت و میتوان ازبندي خطا و انتخاب فاز را میتوان در موارد زیر بیان کرد: [ ] [ ] [ ] آن در تشخیص نوع خطا استفاده کرد 1 ، 2 و . 3 بنابرایناصول حفاظتی که بر اساس امواج سیار هستند را میتوان در سه بحث تقسیم بندي و مطالعه کرد:[4]
-1 دریافت موج سیار:
امواج سیار ولتاژ و جریان دو مبحث اساسی در این قسمت هستند. به طور عمومی چون ترانسفورماتورهاي ولتاژ معمولی توانایی انتقال سیگنالهاي فرکانس بالا تا حد چند کیلوهرتز را ندارند استفاده از ادوات کوپلاژ یا ترانسفورماتورهاي نوري الزامی است. به همین دلیل استفاده از ترانسفورماتور جریان - CT - در انتقال سیگنالهاي فرکانس بالا پیشنهاد میشود.
-2 نمونه برداري از موج سیار:
همان طور که موج با سرعت نور در حال حرکت است براي بدست آوردن اطلاعات مناسب باید با فرکانس خاص از آن نمونه برداري کرد.
-3 خارج کردن اطلاعات خطا از امواج سیار:
به خاطر اینکه امواج سیار داراي مشخصههاي فرکانس بالا هستند مشکل است که بتوان با یک مدلسازي ریاضی به طور دقیق آن را توصیف کرد و این مسأله نیاز به استفاده از الگوریتمهاي مناسبتري دارد.تبدیل فوریه یک روش خالص فرکانسی است که در حوزه زمان با مشکلاتی مواجه میشود. ویژگیهاي یک موج سیار هم در زمان و هم در فرکانس وجود دارد بنابراین روشهاي مبتنی بر تبدیل فوریه نمیتوانند توصیف مناسبی از ضرایب زمانی امواج سیار که این امواج به نقطه اندازهگیري میرسند داشته باشند. بهعبارت دیگر براي حل مشکل باید به دنبال الگوریتمی باشیم که هم تابعی از زمان و هم فرکانس باشد.تبدیل ویولت تبدیلی است که سیگنال مشخصی را در محدودههاي مختلف فرکانسی تقسیمبندي میکند و میتوان بر روي هر کدام از این محدودههاي فرکانسی مطالعات خاصی انجام داد.
وجود ویژگی زمانی و فرکانسی در تبدیل ویولت باعث شده که این تبدیل روش مناسبی در تحلیل حالتهاي گذراي فرکانس بالا باشد.در این مقاله تمرکز مطالعه روي زمانهاي ابتدایی موج سیار است و اصول تشخیص نوع خطا و فاز داراي خطا بیان شده است. فرکانس نمونه برداري روي 400 کیلوهرتز تنظیم شده و تبدیل کارنبار براي تجزیه سیستم سه فاز مورد استفاده قرارمیگیرد و تبدیل ویولت براي جداسازي محدوده فرکانسی مناسب و پیادهسازي الگوریتم بکار گرفته شده است.در ادامه مقاله در بخش 2 اصول کلی مطالعه بیان شده است.روش ریاضی پردازش سیگنال با تبدیل ویولت و استفاده از ضریب ماکزیماي ویولت در بخش 3 ، در قسمت 4 الگوریتمدستهبندي خطا و انتخاب فاز بر اساس ضریب ماکزیماي ویولت و در قسمت 5 شبیهسازي بر اساس نرمافزار PSCADبیان شده است. در بخش 6 و 7 اثر خازن سري و جمعبندي به ترتیب آورده شده است.
-2اصول کلی
الف - تبدیل فاز به مودال بطور کلی تبدیل فاز به مودال به عنوان تجزیهکننده در سیستمسه فاز مورد استفاده قرار میگیرد.[4] تبدیل فاز- مودال با اصول تبدیل کارنبار در این مقاله آورده شده است که بصورت زیر است:
a، b و c بیانگر ولتاژها یا جریانهاي فازهاي1، 2 و3 و مقادیر مودال هستند. این مشخصه در تحلیل حالت هاي گذرا کاربرد زیادي دارد. در ماتریس معادله - 1 - میتوان براي در نظر گرفتن اثر دو فاز 2 و3 بصورت زیر عمل کرد:
در این ماتریس سطرها به ترتیب بیانگر مؤلفههاي مودال آلفا، بتا، زرو و گاما هستند. در شکل - 1 - به عنوان نمونه خطاي سه فاز بهم و به زمین نشان داده شده است. در جدول - 1 - هم مشخصههاي مودال براي انواع خطاها آورده شده است.
-3 تبدیل ویولت و ضریب ماکزیماي ویولت
این تبدیل روش مناسبی در بررسی فرکانسی و زمانی می باشد.تابع - t - زمانی که شرط 3 را داشته باشد به عنوان ویولت پایه در نظر گرفته میشود.تبدیل ویولت براي تابع f - t - بصورت زیر است:
بنابراین ویولت تابعی از مقیاس و انتقال میباشد. به طور کلی تبدیل ویولت با توجه به فرکانس نمونهبرداري شده از سیگنال در هر مرحله محدوده فرکانسی را نصف می کند و در هر مرحله جزئیات سیگنال را در این محدوده فرکانسی به عنوان خروجی درنظر میگیرد. همچنین میتواند براي بازسازي شکل موج از محدودههاي مختلف فرکانسی بکار برده شود. شکل - 2 - اصول کلی این روش را نشان میدهد. با توجه به این شکل دو فیلتر بالاگذر و پایینگذر داریم که در این مقاله این دو فیلتر به صورت زیر میباشند:
