منابع کارشناسی ارشد درباره پیشنهاد روشی ... |
 |
شکل ۴‑۲۴: مشخصه‌ی کارکرد رله دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سه‌فاز با زمین در ۱۰۰% خط ۳، سطح جبران‌سازی ۳۰% ۷۷
شکل ۴‑۲۵: مشخصه‌ی کارکرد رله‌ی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سه‌فاز با زمین در ۲۰۰% خط ۳، سطح جبران‌سازی ۳۰% ۷۸
شکل ۴‑۲۶: مشخصه‌ی کارکرد رله‌ی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سه‌فاز با زمین در ۱۰۰% خط ۳، سطح جبران‌سازی ۴۰% ۸۰
شکل ۴‑۲۷: مشخصه‌ی کارکرد رله‌ی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سه‌فاز با زمین در ۲۰۰% خط ۳، سطح جبران‌سازی ۴۰% ۸۱
شکل ۴‑۲۸: کارکرد درست ناحیه‌ی حفاظتی ۳ رله در خطای سه فاز با زمین در۸۰% خط بعدی بدون حضور خازن ۸۲
شکل ۴‑۲۹: کارکرد نادرست ناحیه‌ی حفاظتی ۳ رله در خطای سه فاز با زمین در ۸۰% خط بعدی با حضور خازن۳۰%، بدون اصلاح تنظیمات رله ۸۳
شکل ۴‑۳۰: کارکرد درست رله در برابر خطای سه فاز با زمین در ۸۰% خط بعدی با حضور خازن ۳۰%، با اصلاح تنظیمات رله ۸۴
شکل ۴‑۳۱: کارکرد نادرست ناحیه‌ی حفاظتی ۳ رله در خطای سه فاز با زمین در ۸۰% خط بعدی با حضور خازن۴۰%، بدون اصلاح تنظیمات رله ۸۵
شکل ۴‑۳۲: کارکرد درست رله در برابر خطای سه فاز با زمین در ۸۰% خط بعدی با حضور خازن ۴۰%، با اصلاح تنظیمات رله ۸۶
شکل ۴‑۳۳: کارکرد نادرست رله با تنظیمات ۳۰% جبران‌سازی، در شرایظی که خط ۴۰% جبران‌سازی شده. ۸۷
شکل ۴‑۳۴: کارکرد درست رله بعد از اصلاح تنظیمات رله از ۳۰% جبران‌سازی به ۴۰% جبران‌سازی ۸۸
شکل پ‑۱: دیاگرام یدونه‌خطی سیتم نمونه ۱ ۹۷
شکل ۵‑۲: شبکه‌ی استاندارد ۹ باسه IEEE 98
چکیده
خطوط انتقالی که به وسیله رله‌های دیستانس حفاظت می‌شن، دارای محدودیت‌هایی در حضور جبران‌سازی سری هستن. وقتی‌که حلقه‌ی خطا شامل خازن سریه، امپدانس دیده شده به وسیله‌ی رله‌ی دیستانس، کاهش می‌یابد. سطح جبران‌سازی در هر لحظه، به تعداد خازن‌های وصل در اون زمان بستگی داره. پس واسه کارکرد درست رله‌ی دیستانس، داشتن اطلاعات در مورد سطح جبران‌سازی موجود در خط انتقال لازمه. تطبیق دادن تنظیمات در رله‌های عددی با به کار گیری اطلاعات جمع‌بیاری شده از راه سیستم‌های ارتباطی ممکنه. PMU یه تجهیز الکتریکیه که دامنه و فاز ولتاژ و جریان رو با سرعت بالا اندازه‌گیری کرده و روی اونا برچسب وقتی با دقت یه میکروثانیه می‌زند. در این پایان‌نامه، از اطلاعات فازوری بدست اومده از دو انتهای خط انتقال با به کار گیری کاربرد PMU در سیستم‌های قدرت، واسه محاسبه‌ی امپدانس خط و سطح جبران‌سازی به ازای شرایط جور واجور استفاده شده است، تا تنظیمات ناحیه‌ی حفاظتی ۲ و ۳ رله متناسب با خط جبران‌شده‌ی سری، تطبیق یابد. روش پیشنهادی جهت درست‌آزمایی در دو سیستم نمونه کوچیک و بزرگ پیاده‌سازی شده. از یافته های بدست اومده می‌توان دید که روش پیشنهادی با مقدارخطای قابل قبولی، درصد جبران‌سازی خط انتقال رو تخمین می‌زند. بعد با اصلاح تنظیمات رله‌ی دیستانس متناسب با شرایط سیستم، رله کارکرد درستی نسبت به خطاهای جور واجور داره.
کلید واژه- حفاظت خط انتقال مجهزخازن سری، واحد اندازه‌گیری فازور، حفاظت تطبیقی
فصل ۱
مقدمه
فصل اول: مقدمه
حفاظت خطوط انتقال که وظیفه انتقال توان الکتریکی رو رو دوش دارن، همیشه مورد توجه مهندس‌های برق بوده و مهم بسیاریه. امروزه واسه افزایش پایداری، کاهش تلفات و انتقال حداکثری توان در سیستم، از شکلای جور واجور جبران‌کننده‌های سری در خطوط انتقال استفاده میشه. به کار گیری خازن‌های سری در خطوط انتقال، به خصوص در خطوط انتقال طولانی، اقدامی مؤثر و اقتصادی واسه افزایش توانایی انتقال خطوط و بهبود پایداری گذرا و موندگار سیستم حساب میشه. علاوه‌بر این، به کار گیری جبران‌کننده سری موجب کاهش افت ولتاژ خط و بهبود پروفیل ولتاژ خط هم میشه. بر خلاف امتیازات فوق در بهبود کارکرد سیستم، خازن سری و لوازم حفاظتی مشکلاتی جدی هم واسه حفاظت خطوط ایجاد می‌کنه.
کارکرد رله‌ی دیستانس که عادی‌ترین رله‌ی حفاظتی در شبکه انتقاله معمولاً شدیدا تحت اثر جبران‌‌سازسری خازنی قرار می‌گیرد و این مسأله می‌تونه باعث کارکرد اشتباه رله‌ی دیستانس شه. مهم‌ترین مشکل ایجاد شده از جبران‌سازی سری خط، اون هستش که امپدانس اندازه‌گیری شده به وسیله رله، دیگه نشون دهنده فاصله‌ی واقعی نقطه‌ی خطا تا محل رله نیس چون مقاومت و راکتانس ظاهری دیده شده به وسیله رله درزمان دوره خطا، تحت اثر تغییرات ولتاژ خازن سری قرار می‌گیرد. بیشتر مشکلاتی که رله‌های خطوط جبران شده‌ی سری با اونا روبه‌رو می‌شن شامل پدیده‌هایی مانند کوچیک شدن ناحیه‌ی حفاظتی، برعکس شدن ولتاژ یا جریان، نوسانات زیرسنکرون و حالت‌های گذرای به وجود اومده به وسیله کارکرد لوازم حفاظتی خازن(MOV[1]) است.
امروزه با به کار گیری اطلاعات دقیق و به‌موقع می‌توان حفاظت مناسبی داشته و از خسارت‌های احتمالی جلوگیری کرد. پیشرفت سریع سیستم‌های مخابراتی در جهان و ایجاد روش اندازه‌گیری فازوری به کمک واحدهای اندازه‌گیری فازور (PMU[2]) با به کار گیری سیگنال همزمانی سیستم موقعیت‌یاب جهانی(GPS[3]) ، تغییر بزرگی در رویت‌پذیری و کنترل شبکه‌های گسترده‌ی قدرت ایجاد کرده. این تکنولوژی بازم با شتاب قابل توجه‌ای در حال رشده. به‌طوری‌که در آینده‌ی نزدیک، سیستم سریع کنترل هماهنگ شبکه، به‌طور قطع جانشین روش‌های عادی و کم اثر کنترل محلی و امکانات محدود سیستم‌های فعلی SCADA/EMS واسه ایجاد سیستم‌های گسترده کنترل زمان واقعی و هم اینکه کنترل‌های کندتری مثل کنترل ثانویه ولتاژ در شبکه‌های قدرت می شه. این سیستم‌ها قادر به محدودسازی ادامه اغتشاشات وارده و جلوگیری از بروز ناپایداری‌هاست. یه واحد اندازه‌گیری فازور، سیگنال‌های الکتریکی رو تو یه شبکه‌ی برق اندازه‌گیری می‌کنه (در مهندسی برق، از اینجور اندازه‌گیری‌هایی به نام فازور همزمان[۴] هم یاد میشه). هم اینکه به وسیله پالس‌های دریافتی از سیستم موقعیت‌یاب جهانی[۵] روی اونا برچسب وقتی می‌زند تا بشه داده‌های فازور PMUهای نصب شده در سطح شبکه رو براساس زمان مرتب کرد. بعد با انجام محاسبات روی اونا، کارکرد نظارت، حفاظت وکنترل سیستم قدرت رو بهتر کرد. از کاربرده های بسیار مهم PMU در شبکه‌ی برق، مانیتورینگ مقادیر دامنه و اختلاف زاویه به شکل لحظه‌ای[۶] است که می‌تونه از خاموشی‌های سراسری[۷] احتمالی جلوگیری کنه، چون اپراتورهای شبکه به‌سرعت در زمان کمتر از چند ثانیه میتونن وضعیت بحرانی رو تشخیص بدن و از گسترش حادثه جلوگیری کنن. در‌ضمن از PMU می‌توان در آزمایش پایداری شبکه، تشخیص عیب، بررسی حادثه پس از وقوع، تعیین مدل شبکه، مدیریت اضطراری بر خط و حذف بار استفاده کرد.
امروزه با پیشرفت‌ی واحدهای اندازه‌گیری فازور به عنوان وسیله اندازه‌گیری دقیق، تحقیقات روی کاربرده های اندازه‌گیری با اونو به زیاد شدنه. دقت اندازه‌گیری ولتاژ و جریان این امکان رو جفت و جور می‌کنه که محاسبات دقیق عامل‌های خط انجام شده و تصمیم‌گیری در سیستم حفاظتی بهبود یابد.
ضرورت تحقیق
در خطوط جبران‌سازی شده سری با خازن، امپدانس دیده شده به وسیله رله‌ی دیستانس بستگی به سطح جبران‌سازی شده در خطوط انتقال داره. این سطح جبران‌سازی شده به تعداد خازن سری وصل به شبکه وابسته. واسه کارکرد درست رله‌ی دیستانس و افزایش کارایی سیستم حفاظت و بهبود اون، داشتن اطلاعات زمان واقعی تو یه زمان، در هر سطح جبران‌سازی شده در خطوط انتقال لازمه.
می‌توان واسه بهبود و افزایش توانایی سیستم حفاظت خطوط انتقال جبران‌سازی شده با خازن سری، از واحدهای اندازه‌گیری فازور(PMU[8]) که دارای ویژگی‌های مناسب در اندازه‌گیری پارامترها با اندازه نمونه‌ورداری بالا هستن، جهت محاسبه‌ی سطح جبرا‌ن‌سازی‌شده‌ی خط انتقال استفاده کرد و اطلاعات بدست اومده رو در تنظیم ناحیه‌های حفاظتی ۲ و ۳ رله‌ی دیستانس به‌کار برد. از اطلاعات بدست اومده نمی‌توان جهت بهبود ناحیه‌ی حفاظتی ۱ رله‌ی دیستانس استفاده کرد چون کارکرد رله در این ناحیه‌ی حفاظتی آنی بوده و زمان لازم جهت پردازش داده‌ها وجود نداره.
در این پایان‌نامه با به کار گیری واحد اندازه‌گیری فازور (PMU)، روشی جهت بهبود حفاظت خطوط جبران‌سازی شده با خازن سری، ارائه شده. این روش با اندازه نمونه‌ورداری بالا از ولتاژ و جریان به صورت فازوری تو یه زمان برابر، سطح جبران‌سازی خط رو تخمین زده و حفاظت دیستانس رو با شرایط الان تطبیق می‌دهد.
ساختار پایان‌نامه
فصل دوم، روش‌های جور واجور ارائه شده جهت بهبود حفاظت خطوط جبران‌سازی شده مورد آزمایش قرار می‌گیرد. در این فصل اول حفاظت دیستانس خط انتقال مجهز به خازن سری توضیح داده و در ادامه واحدهای اندازه‌گیری فازور معرفی میشه. بعد تحقیقات انجام شده واسه بهبود حفاظت خطوط جبران‌سازی شده بررسی شده.
در فصل سوم، بعد طرح حفاظت پیشنهادی براساس کاربرده های واحدهای اندازه‌گیری فازور در سیستم قدرت، ارائه میشه. بعد در آخر جهت پیاده‌سازی روش پیشنهادی در سیستم‌های بزرگ‌تر، روشی جهت جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازور بیان میشه.
در فصل چهارم، یافته های مثل‌سازی در دو سیستم نمونه بیان شده. فرض شده که خازن در وسط خط انتقال قرار داره. بعد روش پیشنهادی در سیستم نمونه اول در چهار حالت جور واجور از جبران‌سازی، در نرم‌افزار PSCAD/EMTDC بررسی شده. حالت اول سطح جبران سازی خط ۳۰%، حالت دوم سطح جبران‌سازی ۴۰% ، حالت سوم سطح جبران‌سازی ۷۰% و حالت چهارم خط بدون جبران‌سازیه. محدوده قطع از نمونه‌ورداری‌های انجام شده به وسیله PMU تخمین زده شده و با محدوده قطع واقعی مورد برسی قرار می‌گیرد. بعد روش پیشنهادی تو یه سیستم استاندارد ۹ باسه IEEE در سه سطح ۳۰%، ۴۰% و صفر درصد مورد بررسی قرار می‌گیرد. جهت این انجام کار اول مکان بهینه واسه PMUها با به کار گیری الگوریتم برنامه ریزی عدد درست بدست میاد. روش در نرم‌افزار DIgSILENT Power Factory پیاده‌سازی میشه.
در فصل پنجم، نتیجه‌گیری و پیشنهادات بیان میشه. در آخر مشخصات دو سیستم نمونه در ملحق شد اومده.
فصل ۲
روش‌های ارائه شده واسه بهبود حفاظت خط انتقال جبران شده با خازن سری
(مروری بر تحقیقات انجام شده)
فصل دوم: روش‌های ارائه شده واسه بهبود حفاظت خط انتقال جبران شده با خازن سری
در این فصل اول حفاظت دیستانس و رقابت‌های این حفاظت در خطوط مجهز به خازن سری، بیان میشه. در ادامه واحدهای اندازه‌گیری فازور وکاربردهای این واحدها در حفاظت توضیح داده میشه. بعد روش‌های ارائه شده واسه بهبود حفاظت خط انتقال جبران‌شده با خازن سری بررسی میشه.
حفاظت دیستانس و پایه کارکرد اون
رله‌ی دیستانس واسه حفاظت خطوط انتقال به کار می‌رود و از اونجا که فاصله عیب رو با اندازه‌گیری امپدانس مشخص می‌کنه، بدین نام مشهور شده است. به‌طور کلی وقتی اتصالی در شبکه رخ می‌دهد این‌گونه رله‌ها نقش حفاظتی خط و تعیین فاصله اتصالی تا رله رو بردوش دارن. معمولا حفاظت اصلی خطوط انتقال رله‌های دیستانس و حفاظت پشتیبان این خطوط رله‌های اضافه‌جریان هستن. دلیل این اون هستش که زمان کارکرد رله‌های دیستانس روی خطی که رله روی اون هستش خیلی کم و زمان کارکرد رله‌ی اضافه‌جریان تقریبا زیاده.
همون‌طور که بیان شد پایه کارکرد رله‌ی دیستانس، اندازه‌گیری مقدار امپدانس خط انتقاله. رله‌ی دیستانس دارای دو وروردی ولتاژ و جریانه که در محل رله، اندازه‌گیری میشه. رله، امپدانس خط رو از نسبت تبدیل ولتاژ و جریان و اندازه فاز اون محاسبه می‌کنه.
شکل ۲‑۱: رله دیستانس
مقادیر امپدانس در محور مختصاتR,X (مقاومت و راکتانس) نشون داده میشه. بر همین پایه رله دیستانس به شکلای جور واجور مختلفی تقسیم‌بندی میشه.
شکل ۲‑۲: مشخصه رله دیستانس(مهو)
اصول کارکرد رله‌ی دیستانس
همون‌طوری‌که در شکل ۲-۱ نشون داده شده، ولتاژ و جریان در محل رله اندازه‌گیری و بعد امپدانس محاسبه میشه. امپدانس اندازه‌گیری شده با امپدانس تنظیمی رله مورد مقایسه قرار گرفته و اگه امپدانس اندازه‌گیری شده کمتر از امپدانس تنظیمی باشه، رله وضعیت پیش‌اومده رو خطا تشخیص می‌دهد.
فرم در حال بارگذاری ...
|
[چهارشنبه 1400-09-24] [ 11:10:00 ب.ظ ]
|
