دانشكده فني و مهندسي،گروه برق

رشته قدرت

موضوع

روش جديد تعيين خطاهاي متقارن حين رخداد نوسان توان

در رله هاي ديستانس

استاد راهنما

دكتركاظم مظلومي

نگارنده

عنايت اهللا سرايي احسان بوذري

86442216 86442248

1390-1391 سال تحصيلي

تشكر و قدرداني

سپاس بيكران خداي را

كه فرصت آموختن را بر ما ارزاني داشت

ولذت دانستن را در ما به وديعه گذاشت

تقدير و سپاس بي نهايت از استاد گرامي جناب آقاي دكتر مظلومي كه صبورانه ما را در به سرانجام �

يان نامه همراهي كردند و سخاوتمندانه و با تواضع تمام دانسته هاي خويش را در اختيار رساندن اين پا

.ما قرار دادند

اين پايان نامه را كه حاصل دوران تحصيلمان و بهترين دوران زندگيمان است را به پدر ان و مادران �

عزيزمان كه در تمام لحظه هاي پيمودن مسير زندگي ، عشق و عالقه ي آنها نيرو بخشمان و

.ياري بخشمان بوده است ،تقديم مي كنيم،اندرزهايشان همواره در انتخاب درست

حسانعنايت و ا

1391تابستان

أ

مطالب فهرست

صفحه عنوان 1 ......................................................................................................................................... مقدمه

فصل ........................................................................... �

آنها عملكرد اصول و ديستانس هاي رله با آشنايي: اول

3. .………………………………………………………………………ديستانس هاي رله كار اصول-1-1

3.................................................................................................................. رله تنظيم امپدانس-1-2

3....................................................................................... ديستانس ي رله عملكرد محدوده-1-2-1

4........................................................................................................... ديستانس هاي رله انواع-1-3

4 .................................................................... تخت اي امپدانسي ي بامشخصه ديستانس ي رله-1-3-1

5...................................................................................... مهو ي مشخصه با ديستانس ي رله -1-3-2

7............................................................................. مهو فستآ ي مشخصه با ديستانس ي رله-1-3-3

7................................................................................ راكتانسي ي خصهمش با ديستانس ي رله-1-3-4

8............................................................................. چهارگوش ي مشخصه با ديستانس ي رله-1-3-5

ب

توان نوسان : دوم فصل �

11........................................................................................................................... توان نوسان-2-1

PSB .................................................................................................................14 عملكرد-2-1-1

PSB ..................................................................................................15 از استفاده مشكل- 2- 1- 2

PSB ............................................................................................ 16 از استفاده مشكل فعر-2-1-3

DWT .......................................................................................................17 الگوريتم-2-1-3-1

و PSCAD افزار نرم از استفاده با سازي شبيه: سوم فصل �

MATLAB

PSCAD ..........................................................20افزار نرم در شده استفاده هاي بلوك معرفي-3-1

3-1-1-FFT Block .................................................................................................................20

3-1-2-Sequence Filter Block ........................................................................................20

3-1-3- Line to Ground Impedance Block ................................................................21

3-1-4- Timed Fault Logic Block ...................................................................................21

3-1-5-Timed Breaker Logic Block ........ .....................................................................22

ت

3-1-6-3-1-6- Two Input Selector ................................................................................22

PSCAD .................... .....................................23افزار نرم در مدارات سازي شبيه كلي شماي-3-2

MATLAB ....24 افزار نرم در PSCAD افزار درنرم شده سازي شبيه هاي ازداده استفاده روش-3-3

نتايج و ها نمونه: چهارم فصل �

27............................................................................................................................ 1 نمونه-4-1

35........... ................................................................................................................. 2 نمونه-4-2

41............ ............................................................................................................................. منابع

1

مقدمه

در و باشد داشته وجود قدرت سيسم در برق قطعي حداقل شود مي سبب خطا وقوع از پس كه سيستمي

حفاظت بنابراين.دارد نام قدرت سيستم حفاظت شود وارد شبكه تحهيزات به خسارت حداقل حال عين

.گردد مي خطا كامل شدن برطرف سبب كه است حفاظتي هاي رله مجموعه قدرت سيستم

از ، روند مي كار به انتقال خطوط حفاظت براي ديستانس هاي رله.است ديستانس ي رله ها رله اين از يكي

اينكه از بعد پس.اند شده مشهور نام ،بدين كنند مي مشخص امپدانس گيري اندازه با را عيب فاصله كه آنجا

از استفاده. دارند عهده بر را اتصالي ي نقطه تا فاصله تعيين و حفاظت ي وظيفه ها رله اين داد رخ اتصالي

.پردازيم مي آنها مشكالت و ها رله نوع اين بررسي به ادامه در كه دارد همراه به نيز مشكالتي ها رله اين

2

اول فصل

آنها عملكرد اصول و ديستانس هاي رله با آشنايي

3

ديستانس هاي رله كار اصول-1-1

جريان به و كنند مي كار خطا محل تا رله الكتريكي ي فاصله گيري اندازه اساس بر ديستانس هاي رله

.سنجند مي را خطا محل تا) الكتريكي فاصله( ظاهري امپدانس بلكه نيستند حساس

رله تنظيم امپدانس-1-2

امپدانس برابر امپدانس اين .كنند مي كار رله تنظيم امپدانس نام به پارامتري اساس بر ديستانس يها رله

خط معادل امپدانس Z اگر مثال براي.دهد قرار حفاظت مورد را قسمت آن بايد رله كه است خط از قسمتي

از كوچكتر ضريبي B كه است برقرار Z1=B*Z ،تساوي باشد رله روي بر تنظيمي امپدانس Z1 باشد،و

. كند محافظت خط از مشخصي قسمت از رله تا است واحد

عادي حالت در كه گردد مي محاسبه V/Iنسبت كه است صورت اين به ديستانس ي رله عملكرد ي نحوه

مي افزايش شدت به جريان اينكه دليل به دهد مي رخ خطا كه هنگامي ،ولي است مشخص مقداري برابر

Z1 از كمتر ي محدوده در اگر است امپدانس همان برابر نسبت اين چون و يافته كاهش نسبت اين ابد،ي

.كرد خواهد عمل رله بگيرد قرار

ديستانس ي رله عملكرد محدوده-1-2-1

: است حفاظتي ي ناحيه سه داراي ديستانس ي رله يك

)آني تقريبا(ثانيه 01/0 حدود عملكرد زمان با رله جلوي خط امپدانس% 80: اول ناحيه �

ثانيه 4/0 عملكرد زمان با بعدي خط امپدانس% 50 باضافه رله جلوي خط كل امپدانس: دوم ناحيه �

4

زمان با سوم خط امپدانس% 25 با همراه دوم و اول هاي خط كل هاي امپدانس مجموع: سوم ناحيه �

ثانيه 8/0 عملكرد

ديستانس هاي رله انواع-1-3

دليل همين به ،پس است وفاز دامنه داراي نتيجه در است مختلط مقداري ديستانس هاي رله تنظيمي امپدانس

.نمايند مي بيان منحني يك توسط R-X مختلط ي صفحه در را ها رله عملكرد ي محدوده

:باشند مي زير شرح بهديستانس هاي رله هاي مشخصه انواع

تخت اي امپدانسي ي مشخصه �

مهو مشخصه �

مهو افست مشخصه �

راكتانسي مشخصه �

چهارگوش يا كواد مشخصه �

غيره و �

:تخت اي امپدانسي ي بامشخصه ديستانس ي رله-1-3-1

امپدانس مطلق قدر ي اندازه به آن شعاع و مختصات مبدا آن مركز كه است اي دايره رله اين ي مشخصه

مطلق قدر كه خطاهايي براي و است حساس خطا محل تا رله امپدانس دامنه به فقط رله اين.است آن تنظيم

.كند مي عمل باشد رله تنظيمي امپدانس مطلق قدر از كمتر رله توسط شده محاسبه امپدانس

5

امپدانسي يا تخت ي مشخصه) 1-1شكل

:مهو ي مشخصه با ديستانس ي رله-1-3-2

عملكرد خطا قوس مقاومت برابر در و دهد نمي تشخيص را خطا جهت تخت مشخصه با ديستانس رله

.گردد مي استفاده مهو نام به ديگري ي مشخصه از دليل همين به دارد، اشتباهي

:زير ي معادله به است دايره نيز آن عملكرد ي محدوده و است دار جهت ذاتا رله اين

Cos(θ-j) │s Z │ =│ Z │

j و خطا امپدانس ي دامنه│ Z │تنظيمي، امپدانس ي زاويه θ ، تنظيمي امپدانس ي دامنه │ s Z│ آن در كه

.باشد مي خطا امپدانس زاويه

ناحيه تخت ي مشخصه به ،نسبت كساني تنظيمي امپدانس با رله دو بوده،براي دار جهت رله مشخصه اين در

.دارد كمتري حساسيت پايدار توان نوسانات به نسبت رو اين از دارد بر در را كمتري ي

.رود مي بين از نيز جرقه مقاومت سوء اثر رله ي زاويه تنظيم با

6

مهو ي مشخصه) 2- 1شكل

توان نوسان با مواجهه در تخت ي مشخصه با مهو ي مشخصه عملكرد تفاوت)3- 1شكل

7

:مهو افست ي مشخصه با ديستانس ي رله-1-3-3

ناحيه از ،قسمتي مهو مشخصه به كه صورت اين به كنند مي استفاده پشتيبان ي رله عنوان به مشخصه اين از

.كند عمل رله اين نكرد عمل شينه اصلي ي رله كه وقتي تا كنند مي اضافه نيز را سوم ي

مهو آفست ي مشخصه) 4- 1شكل

:راكتانسي ي مشخصه با ديستانس ي رله-1-3-4

راكتانس از ،كمتر رله تا خطا وقوع محل راكتانس صورتيكه در و است ثابت راكتانس داراي مشخصه اين

نظير ديگر هاي رله عملكرد ي گستره كردن محدود براي رله اين واقع در.كرد خواهد عمل باشد،رله تنظيمي

.دارد كاربرد امپدانسي ي رله

8

راكتانسي ي مشخصه) 5- 1شكل

:چهارگوش ي مشخصه با ديستانس ي رله-1-3-5

:دارد را زير محاسن كه سازند مي چهارگوش صورت به را ،آن راكتانسي ي مشخصه با رله نواقص رفع براي

.است دار جهت �

.است شده حل قوس مقاومت مشكل �

نوسان در عملكرد مشكل مهو ي مشخصه با مشخصه اين براي مناسب تنظيم امپدانس انتخاب با �

. نداريم را توان

9

چهارگوش يا كواد ي مشخصه) 6- 1شكل

41

منابع

1390دكتر عسكريان ابيانه،حفاظت و رله ها،چاپ ششم،تهران،انتشارات دانشگاه امير كبير،زمستان .1

2.Hadi Saadat )بررسي سيستم هاي )احد كاظمي-شهرام جديد- حيدرعلي شايانفر:ترجمه،

1389ايران،،چاپ سوم،تهران،انتشارات دانشگاه علم و صنعت )2جلد(قدرت

3.Saeed Lotfifard, Student Member, IEEE, Jawad Faiz, Senior Member, IEEE, and Mladen Kezunovic, Fellow, IEEE”Detection of Symmetrical Faults by Distance Relays During Power Swings” IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 25, NO. 1, JANUARY 2010 4. MR.SATHAPORN SITTIWONG, AN ENHANCED PERFORMANCE OF DISTANCE RELAY ALGORITHM TO PREVENT UNDESIRABLE ZONE 3 OPERATION DURING LOAD ENCROACHMENT, THAI-GERMAN GRADUATE SCHOOL OF ENGINEERING,2007 5. Michel Misiti. Yves Misiti .Georges Oppenheim. Jean-Michel Poggi, Wavelet Toolbox™ 4 User’s Guide 6. USER’S GUIDE on the use of PSCAD,2010