بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله یک مدل قابل درک در حوزه زمانی ترانسفورمر ولتاژ خازن کوپلکننده - CCVT - را جهت بررسی اثر ناپایداریهای فرونشست CCVT را بر روی رله فاصله ارائه میدهد. این مطالعات نشان میدهند که ناپایداریهای فرونشت ولتاژ صفر میتوانند اثر معکوس بر روی عملکرد رله فاصله داشته باشند و منجر به مشکل رسیدن بیش از حد - overreach - میشود. این مقاله نیز یک روش جدید را معرفی میکند تا اثر ناپایداریهای فرونشست ولتاژ صفر CCVT را بر روی رله فاصله کاهش دهد.
این روش براساس بهبود درجه دقت تخمین فازور ولتاژ در طی ناپایداریهای فرونشست CCVT میباشد. روش پیشنهاد شده تحتتأثیر هارمونیکها و انحرافات ناپایداری با فرکانس بالای ولتاژ نمیباشد و از مشکل رسیدن بیش از حد رله تحت نسبت امپدانسی بالای منبع - SIR - جلوگیری میکند. همچنین روش پیشنهاد شده زمان برداشتن و برطرف کردن اشتباه و خطای Close-in را تحت شرایط SIR پایین کاهش میدهد که براساس یک روش تخمین فازور جریان سریع میباشد. مطالعات گزارش شده در محیط نرمافزار PSCAD/EMTDC میباشند.
-1 مقدمه
عملکرد راندمان یک رله فاصله و مسافت تحتتأثیر پاسخ زورگذر ترانسفورمر ولتاژ خازن کوپلکننده مربوطه - CCVT - میباشد. سیگنال خروجی CCVT میتواند توسط ناپایداریهای فرونشست منحرف شود. یک ناپایداری فرونشست یک ولتاؤ ناپایدار و زودگذر ظاهر شده در ترمینالهای خروجی یک CCVT بدلیل یک کاهش ناگهانی در ولتاژ اولیه برای مثال در نتیجه یک خطا و اشتباه این اهداف میباشد. این ولتاژ زودگذر ممکن است یک سیگنال تعدیلشده، نوسانی یا سیگنال بدون جهت تخریبکننده باشد.
ناپایداری فرونشست به خصوص اگر بدلیل یک خطا در صفر ولتاژ شروع شود، باعث یک کاهش بزرگی و مقدار و یک تغییر زاویه فازی ولتاژ خروجی CCVT میشود. کاهش مقدار جزء اصلی ولتاژ، امپدانس محاسبهشده را از طریق رله فاصله و مسافت کاهش میدهد. اگر کاهش ولتاژ بزرگ باشد، صفر فاصله منطقه و زون 1 یک سیگنال تریپ برای یک خطای خارج از بخش را تولید میکند و منجر به یک مشکل اورریچ - overreach - بیش از حد گسترده میشود. ولتاژ در مکان رله، در طی یک اشتباه و خطا، یک تابع از نسبت امپدانس منبع - SIR - میباشد.
یک SIR بالاتر به یک تغییر ولتاژ بزرگتر در مکان رله بر روی آغاز یک خطا تعبیر میشود. بنابراین مشکل بیش از حد گستردهشدن یک موضوع جدیتری در یک سیستم تحت یک سناریوی SIR بزرگ میباشد. جهت توسعه و ایجاد یک الگوریتم رله فاصله قابل اطمینان که برای آن عملکرد تحتتأثیر ناپایداریهای فرونشست CCVT یک مجموعه از آنالیزهای شبیهسازی حوزه زمانی براساس یک ارائه مفصل CCVT میباشد که بر عملکرد رلههای فاصله اثر میگذارد. نتایج نشان میدهند که برخلاف ناپایداری فرونشست پیک ولتاژ CCVT، ناپایداریهای فرونشست ولتاژ صفر CCVT میتوانند به فعالیت و عملیات رله فاصله اثر بگذارند.
یک روش جدید جهت جلوگیری از تریپ اشتباه و خطای رله فاصله و مسافت ایجاد شده توسط ناپایداریهای فرونشست ولتاژ صفر CCVT در طی خطاهای خارج از بخش پیشنهاد شده است. روش پیشنهاد شده نیز توانمایی تشخیص سریع خطاهای Close-in را دارد. همچنین آن مستقل از توپولوژی سیستم، پارامترها و مقدار SIR سیستم میباشد. نتایج این مطالعه نشان میدهند که روش پیشنهاد شده:
- 1 از بیش از حد گستردهشدن رله فاصله برای خطاهای خارج از بخش تحت شرایط SIR بسیار بالا جلوگیری میکند.
- 2 زمانهای حذف خطای Close-in را تحت شرایط SIR کم کاهش میدهد.
- 3 تحت شرایط خطای معکوس و/یا خطای مقاومتی بالا بهطور رضایتمندی عمل میکند و
- 4 فازور - phasor - ولتاژ را به صورت دقیق و صرفنظر از هارمونیکها و نوسانات بالای فرکانس در سیگنال ولتاژ اندازه- گیری شده را تخمین میزند.
II اقدامات متقابل موجود
جهت حل مشکل بیش از حد گستردهشدن رله فاصله ایجاد شده توسط ناپایداریهای CCVT، یک فیلتر - صافی میانگذر - تنظیم شده به فرکانس اسمی در بیشتر رلههای فاصله بهکار برده میشود. خصوصیات این فیلتر نمیتوانند انتخاب شوند که بسیار باریک باشند زیرا آن عملیات رله را به تأخیر میاندازد. بنابراین باید یک توافق بین تضعیف ناپایداری CCVT و سرعت راهاندازی و عمل کردن رله وجود داشته باشد. سایر راهحلهای پیشنهاد شده در مقالات فنی میتوانند بهصورت زیر خلاصه شوند:
-کاهش رسیدن عنصر منطقه :1 این راهحل فقط برای یک سیستم با یک مقدار SIR کم و کوچک قابل قبول است. در کنار این، این روش این مشکل را بیان نمیکند هنگامی که جهت تشخیص داده شده نادرست و اشتباه میباشد. - تأخیر برای عنصر فاصله منطقه :1 این تأخیر از عنصر فاصله از تولید یک سیگنال تریپ در طی ناپایداریهای CCVT جلوگیری میکند. با این حال این موضوع زمان برطرف کردن خطا را برای خطاهای Close-in افزایش میدهد. و با توجه به ثبات سیستم و ایمنی دستگاه از اهمیت بیشتری برخوردار است.
- تشخیص ناپایداری :CCVT براساس تشخیص خطاهای خارج از بخش تحت یک مقدار SIR بالا، یک منطق ولجیک تشخیص ناپایداری CCVT جهت تعیین تأخیر زمان مورد نیاز بهکار برده میشود. تا از ناپایداریهای SIR صرفنظر شود. با این حال بدلیل وابستگی این روش به پارامترهای خط انتقال و مقدار SIR، عملکرد آن تحتتأثیر تغییرات توپولوژیکی سیستم میباشد.
- فیلتر کردن دیجیتالی حداقل مجذر خطای بهبود یافته : - LES - این روش فیلترهای دیجیتال LES اصلی را برای تخمین پارامترهای فازور را بهبود میدهد تا اثر ناپایداریهای فرونشست ولتاژ صفر CCVT را بر روی دقت تخمین فازور کاهش دهد. یکی از مزایای مهم فیلترهای LES این است که فیلتر کردن و تخمین فازور میتواند در یک مرحله انجام شود. با این حال جهت دستیابی به عملکرد قابل قبول، فیلتر LES نیاز به یک پنجره دادههای طولانی و فرکانسهای نمونهبرداری بالاتر دارد. پنجره دادههای طولانی منجر به یک زمان تریپ طولانیتر میشود.
