Abstract

Mal-operation of zone-3 of distance relays has been one of the main causes of widespread disturbances and blackouts in power systems throughout the world. Under some non-faulty conditions, the measured impedance may enter zone-3 and cause spurious trip of transmission lines. This can happen during stressed system conditions such as power swing, extreme loading and voltage decline. In this respect, there is an essential need to improve security of zone-3. Introducing a new two-dimensional decision plane, this paper presents a new technique based on superimposed components of voltages magnitude to discriminate non-faulty conditions from fault events. This way, not only the rate of change of the voltage magnitude but also its pattern of change is included into the decision logic. The proposed method is able to provide high security and sensitivity in detecting non-faulty cases and prevents relay from undesired trip in such conditions. The 39-bus New-England test system is used to demonstrate the effectiveness of this method. The obtained results show that the proposed method is able to reliably distinguish stressed conditions from fault events for different power system disturbances and considerably improves security of distance relay.

نمونه ترجمه مقاله:

طرح های محافظت فاصله ای (از راه دور) [1] به طور مرسوم به گونه ای طراحی شده اند تا پشتیبانی از راه دور را برای تمام خطوط انتقال (TL ها)[2] متصل به پایانه ی دور به منظور تقویت قابلیت اطمینان سیستم محافظت شبکه برق فراهم سازند. به این منظور، پوشش دادن طولانی ترین خط بعدی در ایستگاه فرعی بعدی توسط رله های فاصله ای مطلوب می باشد. مطابقاً، دسترسی منطقه 3 به رله فاصله ای می تواند به حد بار TL بسط یافته و نزدیک گردد. در چنین مواردی، احتمال آن وجود دارد که امپدانس مشاهده شده توسط رله وارد مشخصه های عملیاتی اش تحت شرایط سیستمی تحت فشار می شود؛ برای مثال نوسان برق، شرایط بارگذاری بیش از حد، و افت فشار. این قضیه می تواند منجر به عملیات نامطلوب رله فاصله ای شود و ممکن است منجر به قطع های پشت سرهم در سیستم برق گردد [1-4].

یکی از دلایل اصلی عملیات نادرست رله های فاصله ای، تداخل بار است [5]. تحت شرایط نرمال، به دلیل تداخل بار از عملیات نادرست رله فاصله ای با کاهش دسترسی منطقه 3 جلوگیری می شود [6]. اما رله های فاصله ای عددی، اکثرا یک مولفه تداخل بار را فراهم می کنند که طبق آن قطع رله مسدود می گردد، اگر در ضمن آن ولتاژ دنباله مثبت نزدیک به ولتاژ اسمی باشد، امپدانس اندازه گیری شده در منطقه بار از پیش تعیین شده واقع می گردد. به این صورت، مشخصه قطع رله با مستثنی کردن منطقه بار متناظر با ماکسیمم بار با بالاترین ضریب توان در سطح امپدانس اصلاح می گردد [7-10]. با اینحال تحت شرایط عملیاتی شدید سیستم برق، امپدانس بار می تواند وارد منطقه قطع رله شده و آن را فعال کند، زیرا چنین شرایطی به طور متداول و رایج در محاسبات راه اندازی پیش بینی نمی شوند. در [11]، یک منطقه تداخل تطبیقی مبنی بر تحلیل امنیت وضعیت پایدار پیشنهاد می گردد. عملکرد کامل و مناسب این تکنیک به سیستم ارتباطی وابسته است زیرا برای گرفتن تصمیم مناسب نیازمند سیگنال هایی از پایانه دور می باشد.

تداخل دینامیکی امپدانس اندازه گیری شده در مشخصه های عملیات رله به دلیل نوسانات برق بعد از یک اختلال نیز می تواند باعث قطع ناخواسته توسط رله های فاصله ای شود. معیار مرسوم مورد استفاده برای شناسایی شرایط نوسان برق مبنی بر سرعت تغییر امپدانس ظاهری مشاهده شده توسط رله می باشد [12-14]. اکثر رله های صنعتی در برخی

[1] Distance protection schemes

[2] Transmission lines