مکان‌یابی یکپارچه و ناحیۀ ‌گستردۀ خطا در شبکۀ ‌انتقال با استفاده از شاخص امپدانس دیفرانسیل مبتنی‌بر داده‌های فازورسنکرون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

شبکه‌های انتقال همیشه مستعد خطاهای مختلف اتصال کوتاه در خطوط خود هستند. مکان‌یابی سریع خطا با دقت مناسب برای بهبود قابلیت‌اطمینان سیستم با کاهش زمان خاموشی و بازیابی سرویس مورد نیاز است. این مسئله از زمان ظهور فناوری‌های اندازه‌گیری و ارتباطی ناحیۀ ‌گسترده جالب‌تر شده است. وابستگی به پارامتر خط حفاظت‌شونده، عدم دقت در خطاهای با مقاومت و زمان‌بر بودن تشخیص ناحیۀ خطا و خط معیوب ازجمله معایب اصلی روش‌های موجود است. این مقاله یک الگوریتم جدید مکان‌یابی یکپارچه و ناحیۀ گستردۀ خطا را مبتنی‌بر امپدانس-دیفرانسیل محاسبه‌شده از فازورهای ولتاژ و جریان تجمیع‌شده از دو پایانۀ خطا انتقال را ارائه می‌دهد. ابتدا خط مشکوک به خطا با استفاده از دیفرانسیل زاویه‌فاز جریان توالی مثبت محاسبه‌شده در دو پایانۀ هر خط شناسایی می‌شود و سپس مکان خطا با دقت مناسب با استفاده از روش امپدانس-دیفرانسیل به دست می‌آید. این روش برای انواع مختلف خطا، مکان‌های متنوع وقوع خطا و مقاومت خطا مورد آزمایش قرار می‌گیرد. به‌ دست‌ آوردن سریع ناحیۀ وقوع خطا، خط معیوب و فاصلۀ وقوع خطا از شین ابتدای خط با استفاده از روش مبتنی‌بر امپدانس دیفرانسیل به‌دست‌آمده از اندازه‌گیری‌های سنکرون دو طرف خط از خروجی مهم این مقاله است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Arpanahi, M. K., Fini, M. H., Nateghi, A. "A novel single-end fault location method for double-circuit transmission lines", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 158, 109984, 2024. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2024.109984
[2] Abbasi, S., Shabani, H. R., kalantar, M. "An analysis of the impact of wind power generation on the transient stability of power systems", Energy Engineering and Management, Vol. 13, No. 3, pp. 2-15, 2023. https://doi.org/10.22052/eem.2023.252833.1010.‏
[3] Tong, X., Dong, X., Manzoor, S., Wang, Y., Zhao, Z. "Robust fault location method for transmission lines using pmus", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 38, No. 4, pp. 2338-2347, 2023.
[4] Azizi, S., Sanaye-Pasand, M. "A straightforward method for wide-area fault location on transmission networks", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 30, No. 1, pp. 264-272, 2014.
[5] Gilany, M., El Din, E. T., Aziz, M. A., Ibrahim, D. K. "An accurate scheme for fault location in combined overhead line with underground power cable", In IEEE Power Engineering Society General Meeting, pp. 2521-2527, 2005. https://doi.org/10.1109/PES.2005.1489308
[6] Yu, C. S., Liu, C. W., Jiang, J. A. "A new fault location algorithm for series compensated lines using synchronized phasor measurements", In Power Engineering Society Summer Meeting, Vol. 3, pp. 1350-1354, 2000. https://doi.org/10.1109/PES.2005.1489308
[7] Jegarluei, M. R., El-Gorashi, T. E., Elmirghani, J. M., Azizi, S. A generalized closed-from solution for wide-area fault location by characterizing the distributions of superimposed errors. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 37, No. 6, pp. 5484-5487, 2022. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2022.3214746
[8] Izykowski, J., Rosolowski, E., Saha, M. M., Fulczyk, M., Balcerek, P. A fault-location method for application with current differential relays of three-terminal lines. IEEE Transactions on power delivery, Vol. 22, No. 4, pp. 2099-2107, 2007. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2007.905544
[9] Chafi, Z. S., Afrakhte, H.  "Wide area fault location on transmission systems using synchronized/unsynchronized voltage/current measurements", Electric Power Systems Research, Vol. 197, pp. 107285, 2021. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107285
[10] Ekici, S. "Support Vector Machines for classification and locating faults on transmission lines", Applied soft computing, Vol. 12, No. 6, pp. 1650-1658, 2012. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2012.02.011
[11] Swetapadma, A., Yadav, A. "A novel decision tree regression-based fault distance estimation scheme for transmission lines", IEEE transactions on power delivery, Vol. 32, No. 1, pp. 234-245, 2016. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2016.2598553
[12] Neto, J. A. D. O., Sartori, C. A. F., Junior, G. M. "Fault location in overhead transmission lines based on magnetic signatures and on the extended kalman filter", IEEE Access, Vol. 9, pp. 15259-15270, 2021. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3050211
[13] Dobakhshari, A. S. "Wide-area fault location of transmission lines by hybrid synchronized/unsynchronized voltage measurements", IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 9, No. 3, pp. 1869-1877, 2016.
[14] Dolatabadi, S. H. H., Golshan, M. E. H. "Fault location observability rules for impedance-based fault location algorithms", Electric Power Systems Research, Vol. 224, pp. 109771, 2023.
[15] Ravesh, N. R., Ramezani, N., Ahmadi, I., Nouri, H. "A hybrid artificial neural network and wavelet packet transform approach for fault location in hybrid transmission lines", Electric Power Systems Research, Vol. 204, pp. 107721, 2022. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107721
[16] Mohammadi, R., Ghotbi-Maleki, M., Ghaffarzadeh, A. "Wide-Area fault location in transmission power system considering measurement uncertainty", IEEE Access, to be published, 2024.
[17]Moravej Z., Boostani P., Ghahremani M. "Fault location and classification in non-homogeneous transmission line utilizing breaker transients",  Energy Engineering and Management, Vol. 11, No. 4, pp. 48-59, 2022. ‏https://doi.org/10.22052/11.4.48
 [18] Moravej, Z., Khalilzadeh fard, A.,  Pazoki, M. "Fault Detection and Classification in Double-Circuit Transmission Line in the Presence of TCSC Using Hybrid Intelligent Method", Energy Engineering and Management, Vol. 13, No. 1, pp. 54-63, 2023. https://doi.org/10.22052/jeem.2023.113601
[19] Bolandi, T. G., Seyedi, H., Hashemi, S. M., Nezhad, P. S.  "Impedance-differential protection: A new approach to transmission-line pilot protection", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 30, No. 6, pp. 2510-2518, 2015. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2014.2387689
[20] Khoshbouy, M., Yazdaninejadi, A., Bolandi, T. G. "Transmission line adaptive protection scheme: A new fault detection approach based on pilot superimposed impedance", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 137, 107826, 2022. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107826