Bahador Fani
PhD Dissertation
Transformer differential protection using geometrical structure analysis of waveforms
چکیده:
طرحهای حفاظتی مختلفی برای ترانسفورمرهای قدرت معرفی و بکار گرفته شده است. از این میان حفاظت دیفرانسیل به عنوان حفاظت اصلی در مقابل خطاهای اتصال کوتاه در سیم پیچی های ترانسفورمر مطرح است. حفاظت دیفرانسیل به هنگام وقوع خطاهای داخلی باید به سرعت عمل کند، این در حالی است که در شرایط غیر خطا همچون جاری شدن جریان هجومی باید پایدار بماند. این نیازهای متفاوت در حفاظت ترانسفورمرهای قدرت یعنی قابلیت اطمینان بالا و عملکرد سریع موجب شده که حفاظت از ترانسفورمرهای قدرت همواره یک مشکل اساسی در حوزه رله گذاری سیستم های قدرت باشد. الگوریتم هایی که بطور مستقیم از روی رفتار شکل موج زمانی جریانهای دیفرانسیل، جریان خطا را شناسایی می کنند دارای مزیت استفاده از اطلاعات جامع شکل موج جریان دیفرانسیل می باشند. از این رو، الگوریتمهای پیشنهادی با توجه به رفتارهای متفاوت شکل موجهای جریانهای دیفرانسیل تحت شرایط جریان خطا و جریان هجومی بدست می آیند. در الگوریتمهای پیشنهادی ضمن بررسی ساختارهای هندسی متفاوت شکل موج های جریانهای دیفرانسیل ویژگی های تمایز استخراج می شوند، سپس این ویژگی ها با استفاده از روشهای آماری کمی سازی می شوند و الگوریتم های تشخیص بر اساس شاخص های تعریف شده برای کمی سازی ویژگی تمایز طراحی می شوند. در الگوریتم های پیشنهادی مبتنی بر روشهای آماری جریانهای دیفرانسیل به عنوان سیگنالهای آماری در نظر گرفته می شوند. گرچه این جریانها هیچ گونه پدیده آماری را نشان نمی دهند اما استفاده از معیارها و آزمونهای آماری، می توانند در الگوریتم های حفاظتی مفید باشند. در دسته اول از الگوریتمهای پیشنهادی با در نظر گرفتن جریانهای دیفرانسیل به عنوان منحنی های فرکانسی ملاکی برای تشخیص شرایط خطا از شرایط هجومی بدست می آید. در دسته دوم از الگوریتم های پیشنهادی، ابتدا فرضیه های آماری که نشان دهنده تفاوتهای ذاتی بین شکل موجهای جریان هجومی و جریان خطای داخلی است، تعریف می شوند سپس با آزمودن این فرضیه ها توسط تستهای آماری و با مقایسه خروجی این آزمونها، ملاکی برای شناسایی جریان خطای داخلی از شرایط هجومی بدست خواهد آمد. و بالاخره در دسته سوم از الگوریتم پیشنهادی از مفهوم خط رگرسیون استفاده شده است به عنوان نمونه در یکی از این الگوریتمها با آزمودن میزان گرایش خطی میان نمونه های جریان دیفرانسیل، نوع اختلال شناسایی می گردد. قابلیت اطمینان، حساسیت و سادگی محاسبات الگوریتمهای فوق، توسط نتایج شبیه سازی و عملی تأیید می شود.
