بخشی از مقاله
چکیده:
حالت هاي گذراي CVT1 می توانند باعث افزایش و کاهش برد رله دیستانس شوند. در شبکه هاي با SIR2 - نسبت امپدانس منبع به امپدانس خط - زیاد، اثر حالت هاي گذرا شدیدتر می باشد. در این مقاله، یک روش جدید براي کاهش تاثیر گذراي CVT بر مبناي تشخیص SIR معرفی می شود که باعث قطع سریع تر رله دیستانس می گردد. در این الگوریتم یک تابع کاهش برد بر حسب SIR به رآکتانس دیده شده اعمال می گردد که در نتیجه آن در SIR هاي زیاد بیش از 40 میلی ثانیه رله سریع تر عمل می نماید.
-1 مقدمه
CVT ها تجهیزات اصلی براي بدست آوردن ولتاژ ثانویه در سیستم هاي فشار قوي - EHV - هستند، اما مشکلات خاصی را نیز براي رله هاي دیستانس دیجیتالی که براي سرعت بسیار بالا طراحی شده اند ایجاد می کنند. شکل - 1 - مدل یک CVT را نشان می دهد [1]، که شامل خازن هاي مقسم ولتاژ، سلف جبران ساز، ترانسفورماتور کاهنده و مدار کاهنده اثر فرورزونانس - که می تواند از نوع فعال و یا غیر فعال باشد - مشخص شده اند.
در حین اتصالی، وقتی ولتاژ اولیه بشدت کاهش می یابد، انرژي دخیره شده در طبقات خازنی CVT و سلف جبران ساز 1 -Capacitive Voltage Transformer 2 - Source Impedance Ratio رله دیستانس با الگوریتم جدید تشخیص SIR براي کاهش اثر گذراي CVT باید از بین برود لذا CVT حالت هاي گذراي شدیدي تولید می کند که عملکرد رله دیستانس را تحت تأثیر قرار می دهد.[2-1] گذراهاي CVT ممکن است داراي دامنه نسبتاً زیاد و مدت زمان طولانی باشند.
این حالت هاي گذرا بخصوص وقتی که SIR بزرگ باشد اهمیت پیدا می کنند چون ولتاژ حلقه خطا یا ولتاژ دیده شده توسط رله درصد کمی از ولتاژ نامی می باشد .[4-3] چنین سیگنال کوچکی در زیر گذراي CVT مخفی می ماند و بسیار سخت است که اتصالی در ناحیه حفاظتی و دید رله سریع تشخیص داده شود. جدول - 1 - دامنه سیگنال خطا در حالت پایدار، حداکثر دامنه سیگنال گذراي CVT با مدار AFSC1 و PFSC2 بدست آمده از شبیه سازي نشان داده شده است.
حالت هاي گذراي CVT می توانند باعث افزایش برد3 گذرا - عملکرد رله در اتصالی هاي خارج زون - یا کاهش برد4 آن - عدم عملکرد در اتصالی هاي داخل زون - شوند. همچنین این حالت هاي گذرا می توانند باعث کاهش سرعت عملکرد رله - افزایش زمان قطع - براي SIR هاي بزرگ شده و بر جهت دید رله نیز تأثیر گذارند. یک راه حل در مورد رفع مشکل گذراي CVT کاهش برد زون یک رله دیستانس است. اما در برخی از حالت ها، گذراي CVT به قدري شدید است که باید زون یک را حذف نمود. سایر روش هاي رفع مشکل اثر گذراي CVT در زیر مورد اشاره قرار گرفته اند.
الف- تأخیر زمانی زون یک تأخیر زمانی باید از مدت گذراي CVT بیشتر باشد. تأخیر زمانی یک روش ساده و موثر حل مشکل است اما باعث افزایش زمان رفع اتصالی هاي داخل زون و SIR کم می باشد.
ب- تشخیص [6-5] SIR راه حل دیگر تشخیص شرایط SIR زیاد بوسیله اندازه گیري ولتاژ و جریان می باشد. وقتی که سیگنال هاي ولتاژ و جریان از سطح معینی کوچکتر باشند رله شرایط SIR زیاد را اعلام می کند، که در این شرایط یک فیلتر اضافی به سیگنال ولتاژ اعمال می گردد یا یک تأخیر زمانی به مدار تصمیم گیري اعمال می شود. هر دو روش اعمال فیلتر ولتاژ یا تأخیر زمانی اثر تقریباً مشابهی دارند.
ج- طرح هاي وفقی [8-7] طرح هاي وفقی با توجه به خطاي CVT، الگوریتم هایی را پیشنهاد می نمایند تا ضمن عدم تأخیر در قطع رله، از افزایش برد آن نیز جلوگیري گردد.
-2 عامل هاي سهیم در گذراي CVT
چون حالت گذراي ایجاد شده CVT ناشی از انرژي ذخیره شده در طبقات خازنی و سلف جبرانساز است، اصولاً حالات گذرا از پارامترهاي CVT و زاویه ولتاژ در لحظه اتصالی تاثیر رله دیستانس با الگوریتم جدید تشخیص SIR براي کاهش اثر گذراي CVT می گیرند. سلف جبران کننده بوسیله سازنده CVT بنحوي تنظیم می گردد که زاویه فاز ولتاژ اولیه با ثانویه برابر باشد. از این نظر اندوکتانس سلف ثابت بوده و میزان آن فقط بستگی به خازن هاي مقسم خازنی دارد. پارامترهاي موازي ترانسفورماتور ولتاژ واسطه - VT - ، عملاً سهمی در حالات گذراي CVT در حین اتصالی ندارند .[4-3] در نتیجه اصولاً حالات گذرا، بوسیله عوامل زیر کنترل می شوند.
• مجموع طبقات خازنی
• شکل و پارامتر مدارات تضعیف فرورزونانس
• بار CVT
• زاویه ولتاژ در لحظه اتصالی
-3 مدل مدار کاهنده فرورزونانس - FSC - با توجه به اثر شدید مدار FSC بر گذراي CVT در این بخش دو مدل مدار FSC مرسوم، از نظر پاسخ فرکانسی و شکل موج ولتاژ مقایسه شده اند. جهت جلوگیري از فرورزونانس در CVT، از مدارهاي کاهنده فرورزنانس با امپدانس کم، در حوالی فرکانس گذراي فرونشست استفاده می شود. FSC می تواند در دو حالت کارکرد فعال1 و غیرفعال2 طراحی شود. FSC در حالت کارکرد غیر فعال از یک مقاومت تشکیل شده که می تواند بطور دائمی به ثانویه متصل شود یا با یک فاصله هوایی یا یک سلف سري قرار داده شود تا این مقاومت در زمان اضافه ولتاژ فعال شود. شکل - 2 - مدار معادل دو نوع FSC را نشان می دهد.
