پایان نامه بررسی و ارزیابی تاثیرادوات فکتس نوع جبران ساز استاتیکی سری سنکرون در حفاظت دیستانس دیجیتال خطوط انتقال
فهرست محتوا
فهرست مطالب
- چکیده. 1
- فصل اول:کلیات تحقیق.. 2
- 1-1-مقدمه. 3
- 1-2-بیان مسأله. 4
- 1-3-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق.. 5
- 1-4-ادوات FACTS. 6
- فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق.. 10
- 2-1-مقدمه. 11
- 2-2- بررسی تأثیر ادوات FACTS سری در عملکرد رلة دیستانس خط انتقال.. 11
- 2-3- بررسی تأثیر ادوات FACTS موازی در عملکرد رلة دیستانس خط انتقال.. 16
- 2-4- بررسی تأثیر ادوات FACTS سری – موازی در عملکرد رله دیستانس خط انتقال.. 18
- فصل سوم: بررسی حفاظت دیستانس… 21
- 3-1- مقدمه. 22
- 3-2- بخش های اصلی رله دیجیتال.. 23
- 3-3- نمونه برداری.. 25
- 3-4- روشهای تخمین فازور. 27
- 3-5- الگوریتم های بر اساس پنجره اطلاعات کوچک (من-موریسون و پرودا) 28
- 3-6- روش فوریه تمام موج.. 30
- 3-7- روش فوریه نیم موج.. 32
- 3-7-1- فیلتر میمیک….. 34
- 3-7-2- ترکیب فیلتر میمیک با روش فوریه تمام موج.. 37
- 3-7-3- ترکیب فیلتر میمیک با روش فوریه نیم موج.. 37
- 3-7-4- الگوریتم رله دیستانس دیجیتال.. 39
- 3-7-5- نتایج شبیه سازی الگوریتم.. 44
- فصل چهارم: مدلسازیssscوبررسی تاثیر آن در حفاظت دیستانس… 49
- 4-1- مقدمه. 49
- 4-2- کنترل کننده SSSC. 54
- 4-3- نتایج شبیه سازی SSSC. 57
- 4-4- تأثیر SSSC در عملکرد رله دیستانس… 58
- 4-4-1- خطای تک فاز به زمین.. 62
- 4-4-2- خطای دو فاز به هم.. 63
- 4-4-3- خطای دو فاز به زمین.. 64
- 4-5- نتایج شبیه سازی.. 65
- 4-5-1- خطای تک فاز به زمین.. 65
- 4-5-2- خطای دو فاز به زمین.. 71
- 4-5-3- خطای دو فاز به هم.. 75
- فصل پنجم: نتیجه گیری.. 77
- 5-1-نتیجه گیری.. 78
- منابع و مآخذ.. 80
چکیده
سیستمهای انتقال جریان متناوب، با ترکیب کنترل کنندههای مبتنی بر الکترونیک قدرت و کنترل کنندههای استاتیکی دیگر برای افزایش قابلیت کنترل و افزایش قابلیت انتقال توان، سیستمهای انعطاف پذیر انتقال AC یا FACTS نامیده میشوند. فنآوری FACTS، فرصتهای جدیدی را برای کنترل توان و افزایش ظرفیت قابل بهره برداری خطوط موجود و همچنین خطوط جدید و ارتقاء یافته، فراهم میکند. SSSC یکی از ادوات FACTS است که به طور سری نصب میشود و خروجی آن رد و بدل کردن جریانهای خازنی و سلفی به منطور حفظ و کنترل متغییرهای معینی از سیستمهای قدرت مانند ولتاژ بأس SSSC تنظیم شده است. سیستم شبیه سازی شده در محیط MATLAB/Simulink، نشان داده شده است.
کلمات کلیدی: FACTS، SSSC، رله دیستانس، کنترل توان، انتقال توان، ولتاژ بأس
1-1-مقدمه
از دهه شصت قرن بیستم به بعد نوسانات الکترومکانیکی فرکانس پایین وقتی که سیستمهای قدرت بزرگ توسط خطوط اتصالی نسبتاً ضعیف به هم متصل شدهاند، بیشترمشاهده شده است. این نوسانات ممکن است توسط سیستم تحمل شوند و یا ممکن است رشد کنند و اگر هیچگونه میراشدگی مناسب انجام نشود منجر به جدایی سیستم خواهد شد. سیستمهای قدرت الکتریکی سیستمهای بسیار پیچیدهای هستند که شامل المانهای متغیر با زمان و غیر خطی هستند. بنابراین پارامترهای کنترلر ممکن است برای شرایط عملکرد متفاوت یا نقاط کار گوناگون کاملاً بهینه نباشد. پیشرفتهای اخیر در الکترونیک قدرت به استفاده از ادوات FACTS[1] در سیستمهای قدرت منجر شده است. این تجهیزات قادر به کنترل سریع شبکه در شرایط مختلف بوده و این خصوصیت امکان استفاده از آنها برای بهبود پایداری سیستم قدرت را ممکن میسازد.
[2]SSSC یکی از ادوات FACTS است که به طور سری نصب میشود و خروجی آن رد و بدل کردن جریانهای خازنی و سلفی به منطور حفظ و کنترل متغییرهای معینی از سیستمهای قدرت مانند ولتاژ بأس SSSC تنظیم شده است.
نقش و سهم سیستمهای حفاظتی در جلوگیری از بروزخسارات سنگین و تداوم سرویس درشبکه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی برای تمامی مهندسان برق آشکار است. با استفاده از سیستمهای حفاظتی کارا و با صرف هزینههای اندک میتوان از بروز حوادثی که ضایعات جبران ناپذیری به همراه دارندجلوگیری نمود. به این ترتیب ارائه راهکارهای جدید در توسعه طرحهای حفاظتی برای خطوط انتقال جبران شده، از موارد مطرح در مطالعات اخیر میباشد. در این میان بیشتر مطالعات برای تاثیرجبرانسازها برروی حفاظت دیستانس صورت گرفته است و حفاظت دیفرانسیل خط انتقال بسیار کمتر مورد توجه بوده است. در حالیکه حفاطت دیستانس با مقایسه کمیات الکتریکی دو سر خط انتقال، حفاظتی واحد با قابلیت اطمینان و انتخابگری فوق العاده تشکیل میدهد.
1-2-بیان مسأله
صنعت برق در دنیا به سرعت در حال تغییر و تحول است که عواملی چون بازار، کمبود منابع طبیعی و تقاضای رو به رشد الکتریسیته موارد مهمی در ایجاد این تغییرات پیش بینی نشده است. با وجود نیاز رو به رشد، خیلی از برنامههای توسعه، توسط فشارهای ناشی از گروههای حامی مسائل زیست محیطی در رابطه با عدم مجوز ساخت خطوط جدید و نیروگاهها محدود شده، بنابر این جهت حداکثر کردن ظرفیت انتقال خطوط موجود به همراه بالا بردن پایداری و قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت، استفاده از ادوات الکترونیک قدرت اجتناب ناپذیر است.
برای حفاظت خطوط انتقال بیشتر از حفاظت دیستانس استفاده میشود. این رله برای تشخیص خطا از سیگنالهای ولتاژ و جریان خط انتقال نمونه برداری میکند. از طرفی با افزایش بار مصرف در شبکه قدرت، استفاده از ادوات FACTS در خطوط انتقال روز به روز افزایش مییابد. این ادوات با تغییر سیگنالهای ولتاژ و جریان خط انتقال، باعث افزایش توان انتقالی خطوط انتقال میشوند. ولی با توجه به اینکه سیگنالهای ولتاژ و جریان را تغییر میدهند، لذا در عملکرد رلههایی که با این سیگنالها کار میکنند، تأثیر میگذارند. بنابراین نیاز است که در حفاظت سیستمهای قدرتی که دارای ادوات FACTS میباشند بازنگری شود. در این پروژه به بررسی تأثیر SSSC در حفاظت دیستانس خط انتقال پرداخته میشود. در این پروژه در مرحله اول با بدست آوردن مدل ریاضی مربوط به SSSC و ترکیب آن با معادله امپدانس مربوط به رله دیستانس، تأثیر آن در امپدانس محاسبه شده توسط رله دیستانس دیجیتال به صورت تحلیلی بدست آورده میشود. در مرحله بعد SSSC و رله دیستانس دیجیتال، در محیط نرم افزار مربوطه مدلسازی میشوند. و در نهایت با قرار دادن رله دیستانس و SSSC مدل شده در یک سیستم قدرت نمونه، تأثیر آن در رله دیستانس نشان داده میشود که در آخر باید بین نتایج شبیه سازی های صورت گرفته و روابط تحلیلی بدست آمده، هماهنگی باشد.
1-3-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق
بازنگری در سیستمهای شامل ادوات فکتس، دینامیکهای جدیدی در سیستم قدرت نشان میدهد که باید توسط مهندسین حفاظت مورد آنالیز قرار بگیرد که به طور جمع بندی شده شامل موارد زیر میباشند:
الف) تغییرات سریع در پارامترهای سیستم از قبیل امپدانس خط، زاویه قدرت و جریانهای خط.
ب) حالتهای گذرای ایجاد شده توسط عملکرد کنترلها
ج) هارمونیکهای تزریق شده به سیستم قدرت AC
بخاطر چنین ملاحظات نیازمندیهای رلههای حفاظتی به طور آشکار تا زمانیکه یک استراتژی خاص برای ادوات فکتس در سیستمهای قدرت مدلسازی و آنالیز نشود، نمیتوانند تعریف شوند. بعضی از این نیازمندیهای حفاظتی بصورت زیر میباشند:
- نیاز به مشخصات رله تطبیق یافته برای سیستمی که شکل بندی و پارامترهایش تغییرات سریع دارند.
- یک اطمینان خاطر که یک تطبیق بین رلههای مختلف با مشخصات مختلف سیستمهای قدرت و روشهای کنترل ادوات فکتس بوجود آید.
- تعیین کردن زمان عمل و مشخصات تریپ برای رلههای حفاظتی.
رله دیستانس بطور گسترده برای حفاظت خطوط انتقال استفاده میشود که بر اساس محاسبه امپدانس خط از محل نصب رله تا محل خطا توسط اندازهگیرهای رله میباشد و چنانچه اشاره شد ادوات FACTS دارای امپدانس متغیر میباشند و از آنجاییکه برای خطاهای متفاوت رفتار متفاوتی از خود نشان میدهند بنابراین با حضور خود در حلقه خطا در امپدانس محاسبه شده توسط رله نیز تأثیر خواهند گذاشت. لذا ضروری میباشد که حفاظت دیستانس با حضور ادوات FACTS بازنگری شود تا از عملکرد اشتباه آن جلوگیری شود.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.