حفاظت اصلاح‌شده‌ی دیستانس در حضور UPFC واقع در یک خط انتقال

چکیده

مقدمه

امپدانس اندازه‌گیری شده در محل رله

آثار UPFC روی مشخصات تریپ ایده‌آل رله‌ی دیستانس

حفاظت دیستانس تطبیقی در حضور UPFC

حفاظت دیستانس اصلاح شده

فقدان اطلاعات UPFC

فقدان کل اطلاعات سیستم

نتیجه‌گیری

این مقاله یک طرح اصلاح شده‌ی حفاظت دیستانس در حضور کنترل‌کننده‌ی یکپارچه‌ی عبور توان (UPFC) را ارائه می‌دهد، UPFC یکی از تجهیزات سیستم انتقال جریان متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) است. حضور UPFC روی یک خط انتقال تاثیر زیادی روی امپدانس اندازه‌گیری شده در محل رله دارد. خودِ امپدانس اندازه‌گیری شده به شرایط ساختاری سیستم قدرت، بارگذاری پیش از خطا و به خصوص مقاومن خطا بستگی دارد. در حضور UPFC، پارامترهای کنترلی و ساختاری آن و نیز محل نصب آن روی امپدانس اندازه‌گیری شده موثر است. بنابراین، طرح مرسوم دیستانس ممکن است نتواند وظایف حفاظتی خود را به طور کامل اجرا کند و نیاز به روش‌های نوین است.

امپدانس اندازه‌گیری شده در محل رله اساس عملکرد حفاظت دیستانس است. چندین عامل روی امپدانس اندازه‌گیری شده در محل رله موثر است. برخی از این عوامل مربوط به پارامترهای سیستم قدرت قبل از لحظه‌ی وقوع خطا است [!]-[3]، که آنها را می‌توان در دو دسته جای داد: شرایط ساختاری و عملکردی. علاوه بر پارامترهای سیستم قدرت و مستقل از حضور یا غیاب تجهیزات FACTS، مقاومت خطا می‌تواند تاثیر بسزائی روی امپدانس اندازه‌گیری شده داشته باشد، به گونه‌ای که در مورد مقاومت خطای برابر صفر، پارامترهای سیستم قدرت روی امپدانس اندازه‌گیری شده تاثیری ندارند. به عبارت دیگر، در غیاب تجهیزات FACTST، پارامترهای سیستم قدرت امپدانس اندازه‌گیری شده را تنها در حضور مقاومت خطا تحت تاثیر قرار می‌دهند و وقتی مقاومت خطا افزایش بیابد، تاثیر پارامترهای سیستم روی امپدانس اندازه‌گیری شده تشدید می‌شود. در سال‌های اخیر، تجهیزات FACTS وارد سیستم قدرت شده‌اند تا ظرفیت انتقال خطوط را افزایش داده و بهره‌برداری بهینه‌ای از توانمندی سیستم‌های قدرت را فراهم سازند. این کار با نزدیک‌کردن سیستم‌های قدرت به حدود حرارتی آن انجام می‌ود. به خوبی در نوشتجات نشان داده شده است که معرفی تجهیزات FACTS به سیستم قدرت تاثیر بسزائی روی دینامیک آن داشته است. وقتی دینامیک سیستم قدرت تغییر می‌کند، زیرسیستم‌های بسیاری تحت تاثیر قرار می‌گیرند، منجمله سیستم‌های حفاظتی. بنابراین، لازم است تا آثار تجهیزت FCTS روی سیستم‌های حفاظتی مطالعه شود. برخلاف پارامترهای سیستم قدرت، در صورتی که مقاومت خطا برابر صفر باشد، پارامترهای ساختاری و کنترلی تجهیزات FACTS، و نیز مکان نصب آنها می‌تواند روی امپدانس اندازه‌گیری شده تاثیر داشته باشد. در حضور تجهیزات FACTS، مشخصات مرسوم دیستانس به شدت در معرض عملکرد نامناسب در دو حالت کاهش یا افزایش برد محل خطا قرار دارد. بنابراین، مشخصات مرسوم ممکن است در حضور ادوات FACTS کارائی رضایت‌بخشی را به دنبال نداشته باشند. تاثیر UPFC روی حفاظت دیستانس در [4] و به کمک شبیه‌سازی بررسی شده است و در صورتی که نصب UPFC در ابتدای خط باشد، اثر نقطه اتصال ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری مطالعه شده است. در [5]، آثار نقطه اتصال ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری برای عایق کردن UPFC در ابتدای خط بهوسیله‌ی معادلات طرحوار مطالعه شده است. نتایج تحلیلی و شبیه‌سازی کاربرد رله‌های دیستانس برای حفاظت سیستم‌های انتقال با بکارگیری UPFC در [6] ارائه شده است. تاثیر مشخصات عملکردی UPFC روی رفتار رله‌ی حفاظت خط انتقال در [7] برای بخش‌های جبرانسازی سری و موازی به صورت مجزا و باهم بررسی شده است. در [8]، یک روش حفاظت جریان تفاضلی (DCRM) برای حل مشکلات مربوط به حضور STATCOM، SSSC و UPFC بیان شده است. اثر UPFC روی رله‌ی دیستانس نیز در [9] بررسی شده و یک تکنیک رله تطبیقی نوین بر اساس اندازه‌گیری‌های فازور همزمان شده که از واحدهای اندازه‌گیری فازور (PMU) در پایانه‌های خط بدست می‌آیند، ارائه شده است. علاوه بر این، آثار ادوات FACTS با اتصال سری، یا ادوات FACTS با شاخه‌ی سری شامل TCSC، TCPST و UPFC، روی امپدانس اندازه‌گیر ی شده در [10] بیان شده و مطالعات بیشتر روی UPFC در [11] ارائه شده است.