تشخیص محل خطا و طبقه‌بندی آن در خطوط انتقال ناهمگن با استفاده از گذرای مدارشکن

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق، دانشگاه سمنان

چکیده

در این مقاله، یک روش مکان‌یابی خطا با استفاده از محل خطای یک‌طرفه بر پایۀ فرکانس امواج سیار ناشی از عملکرد مدارشکن ارائه ‌شده است. روش پیشنهادی با استفاده از تبدیل فوریه سریع و تبدیل موجک، اطلاعات مورد نیاز را از امواج سیار ولتاژ دریافت کرده و به‌کمک شبکۀ عصبی مصنوعی به تشخیص خطا و مکان‌یابی آن می‌پردازد. روش پیشنهادی توسط پارامترهای مختلفی از جمله مقاومت خطا، زاویۀ شروع خطا، محل خطا، وجود نویز در امواج، فرکانس نمونه‌برداری و ساختارهای مختلف شبکۀ برق در نرم‌افزار PSCAD/EMTDV مورد آزمایش قرار گرفته است. همچنین با استفاده از ماتریس مربوط به سیگنال‌های ولتاژ، آموزش شبکۀ عصبی در روش پیشنهادی، در نرم‌افزار MATLAB پیاده‌سازی شده است. نتایج به‌دست‌آمده از روش پیشنهادی بیانگر دقت قابل قبولی در طبقه‌بندی خطا و تعیین محل خطا در مقایسه با روش‌های دیگر است. حداکثر خطای روش پیشنهادی 29/1% می‌باشد، همچنین کارایی روش پیشنهادی نسبت به سایر روش‌ها در وضعیت‌های مختلف که می‌تواند در روند تشخیص خطا اثرگذار باشد، بیشتر است.

کلیدواژه‌ها


[1] George, N. and Naidu, O. D., "Traveling wave based autoreclosure scheme for multi-terminal lines", IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe), pp. 1-6, 2017. [2] Mukherjee, A., Kundu, P. K. and Das, A., "Transmission line faults in power system and the different algorithms for identification, classification and localization: a brief review of methods", Journal of The Institution of Engineers (India): Series B, pp. 1-23, 2021. [3] Chatterjee, A. and Debnath, S., "Sequence component-based approach for fault discrimination and fault location estimation in UPFC compensated transmission line", Electr. Power Syst. Res., Vol.180, 2020. [4] Saffarian, A. and Abasi, M., "Fault location in series capacitor compensated three terminal transmission lines based on the analysis of voltage and current phasor equations and asynchronous data transfer", Electr. Power Syst. Res., Vol. 187, pp. 414-428, 2020. [5] Cai, D. and Zhang, J., "New fault-location algorithm for series-compensated double-circuit transmission line", IEEE Access, Vol. 8, pp. 210685-94, 2020. [6] Ghorbani, A. and Mehrjerdi, H., "Accurate fault location algorithm for shunt-compensated double circuit transmission lines using single end data", Int. J. Electr. Power Energy Syst., Vol. 116, 2020. [7] Sahani, M. and Dash, P., "Fault location estimation for series-compensated double-circuit transmission line using parameter optimized variational mode decomposition and weighted P-norm random vector functional link network", Appl. Soft Comput., Vol. 85, pp. 1-18, 2019. [8] Sahani, M. and Dash, P., "Fault location estimation for series-compensated double-circuit transmission line using EWT and weighted RVFLN", Eng. Appl. Artif. Intell, Vol. 88, Article No. 103336, 2020. [9] Moravej, Z., Khederzadeh, M. and Pazoki, M., "New combined method for fault detection, classification, and location in series-compensated transmission line", Electr. Power Compon. Syst., Vol. 40, pp. 1050-71, 2012. [10] Mirzaei, M., Vahidi, B. and Hosseinian, S., "Accurate fault location and faulted section determination based on deep learning for a parallel-compensated three-terminal transmission line", IET Gener. Transm. Distrib, Vol. 13, pp. 2770-78, 2019. [11] Moravej, Z., Pazoki, M. and Khederzadeh, M., "New smart fault locator in compensated line with UPFC", Int. J. Electr. Power Energy Syst., Vol. 92, pp. 125-135, 2017. [12] Evrenosoglu, A. and Abur, A., "Travelling wave based fault location for teed circuits", IEEE Trans. Power Delivery, Vol. 20, pp. 1115-21, 2005. [13] Archundia, A. and Guardado, J. L., Morenogiytia, E. L., Gutierrez-Gnecchi, J. A. and Martinez-Cardenas, F., "Fault detection and localization in transmission lines with a static synchronous series compensator", Adv. Electr. Comput. Eng., Vol. 15, pp.17-22, 2015. [14] Peng, N., Zhou, L., Liang, R. and Xu, H., "Fault location of transmission lines connecting with short branches based on polarity and arrival time of asynchronously recorded traveling waves", Electr. Power Syst. Res, Vol. 169, pp. 184-194, 2019. [15] Gashteroodkhani, O. A., Majidi, M., Etezadi-Amoli, A. F. and Vahidi, B., "A hybrid SVM-TT transform-based method for fault location in hybrid transmission lines with underground cables Electr", Power Syst. Res, Vol. 170, pp. 205-214, 2019. [16] Moravej Z., Movahhedneya, M. and Pazoki, M., "Gabor transform-based fault location method for multi-terminal transmission lines", Measurement, Vol. 125, pp. 667-679, 2018. [17] Akmaz, D., Mamis, M. S., Arkan, M. and Tagluk, M. E., "Transmission line fault location using traveling wave frequencies and extreme learning machine", Electr. Power Syst. Res, Vol. 155, pp. 1-7, 2018. [18] Deng, F., Zeng, X., Tang, X., Li, Z., Zu, Y. and Mei, L., "Transmission lines using three-dimensional absolute grey incidence degree", Int. J. Electr. Power Energy Syst., Vol. 114, 2020. [19] Shenkman, A. L., Transient Analysis of Electric Power Circuits Handbook. Springer Science and Business Media, 2006. [20] Das, J. C., Transients in Electrical Systems Analysis, Recognition and Mitigation. McGraw-Hill Professional Publishing, 2010. [21] ECE 524: Transients in Power Systems, Lecture 27: Development of multiphase line models, University of Idaho, Idaho, USA, 2018. [22] Goswami, J. C. and Chan, A. K., Fundamentals of Wavelets Theory, Algorithms and Applications, 2nd ed. Vol. 233. John Wiley and Sons, 2011. [23] IEEE Std C37.114, IEEE Guide for Determining Fault Location on AC Transmission and Distribution Lines, 2014.