پیشنهاد روشی برای حفاظت خط انتقال مجهز به خازن سری :پایان نامه ارشد برق
پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه دیجی لود معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته برق و با عنوان پیشنهاد روشی برای حفاظت خط انتقال مجهز به خازن سری در 118 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.
چکیده تحقیق پیشنهاد روشی برای حفاظت خط انتقال مجهز به خازن سری:
خطوط انتقالی که توسط رلههای دیستانس حفاظت میشوند، دارای محدودیتهایی در حضور جبرانسازی سری هستند. هنگامیکه حلقهی خطا شامل خازن سری است، امپدانس دیده شده به وسیلهی رلهی دیستانس، کاهش مییابد. سطح جبرانسازی در هر لحظه، به تعداد خازنهای متصل در آن زمان بستگی دارد. بنابراین برای عملکرد صحیح رلهی دیستانس، داشتن اطلاعات در مورد سطح جبرانسازی موجود در خط انتقال ضروری است.تطبیق دادن تنظیمات در رلههای عددی با استفاده از اطلاعات جمعآوری شده از طریق سیستمهای ارتباطی ممکن است. PMUیک تجهیز الکتریکی است که دامنه و فاز ولتاژ و جریان را با سرعت بالا اندازهگیری کرده و بر روی آنها برچسب زمانی با دقت یک میکروثانیه میزند.در این پایاننامه،از اطلاعات فازوری بدست آمده از دو انتهای خط انتقال با استفاده از کاربرد PMU در سیستمهای قدرت، برای محاسبهی امپدانس خط و سطح جبرانسازی به ازای شرایط مختلف استفاده شده است، تا تنظیماتناحیهی حفاظتی 2 و 3 رله متناسب با خط جبرانشدهی سری،تطبیقیابد. روش پیشنهادی جهت درستآزمایی در دو سیستم نمونه کوچک و بزرگپیادهسازی شده است.از نتایج بدست آمده میتوانمشاهده کرد که روش پیشنهادی با مقدارخطای قابل قبولی،درصد جبرانسازی خط انتقال را تخمین میزند.سپس با اصلاح تنظیمات رلهی دیستانس متناسب با شرایط سیستم، رله عملکرد درستی نسبت به خطاهای مختلف دارد.
ضرورت تحقیق
در خطوط جبرانسازی شده سری با خازن، امپدانس مشاهده شده توسط رلهی دیستانس بستگی به سطح جبرانسازی شده در خطوط انتقال دارد. این سطح جبرانسازی شده به تعداد خازن سری متصل به شبکه وابسته است. برای عملکرد درست رلهی دیستانس و افزایشکاراییسیستمحفاظتوبهبودآن، داشتن اطلاعات زمان واقعی در یک زمان، در هر سطح جبرانسازی شده در خطوط انتقال ضروری است.
میتوان برای بهبود و افزایش توانایی سیستم حفاظت خطوط انتقال جبرانسازی شده با خازن سری، از واحدهای اندازهگیری فازور(PMU[1]) که دارای ویژگیهای مناسب در اندازهگیری پارامترها با نرخ نمونهبرداری بالا هستند، جهت محاسبهی سطح جبرانسازیشدهی خط انتقال استفاده کرد و اطلاعات بدست آمده را در تنظیم ناحیههای حفاظتی 2و 3 رلهی دیستانس بهکاربرد.از اطلاعات بدست آمده نمیتوان جهت بهبود ناحیهی حفاظتی 1 رلهی دیستانس استفاده کرد زیرا عملکرد رله در این ناحیهی حفاظتی آنی بوده و زمان لازم جهت پردازش دادهها وجود ندارد.
در این پایاننامه با استفاده از واحد اندازهگیری فازور (PMU)، روشی جهت بهبود حفاظت خطوط جبرانسازی شده با خازن سری، ارائه شده است. این روش با نرخ نمونهبرداری بالا از ولتاژ و جریان به صورت فازوری در یک زمان یکسان، سطح جبرانسازی خط را تخمین زده و حفاظت دیستانس را با شرایط کنونی تطبیق میدهد.
ساختار پایاننامه
فصل دوم،روشهای مختلف ارائه شده جهت بهبود حفاظت خطوط جبرانسازی شده مورد ارزیابی قرار میگیرد. در این فصل ابتدا حفاظت دیستانس خط انتقال مجهز به خازن سری شرح داده و در ادامه واحدهای اندازهگیری فازور معرفی میشود. سپس تحقیقات انجام شده برای بهبود حفاظت خطوط جبرانسازی شده بررسی شده است.
در فصل سوم، سپس طرح حفاظت پیشنهادی بر اساس کاربردهای واحدهای اندازهگیری فازور در سیستم قدرت، ارائه میشود. سپس در انتها جهت پیادهسازی روش پیشنهادی در سیستمهای بزرگتر، روشی جهت جایابی بهینه واحدهای اندازهگیری فازور بیان میشود.
در فصل چهارم، نتایج شبیهسازی در دو سیستم نمونه بیان شده است. فرض شده است که خازن در وسط خط انتقال قرار دارد. سپس روش پیشنهادی در سیستم نمونه اول در چهار حالت مختلف از جبرانسازی، در نرمافزار PSCAD/EMTDCمورد بررسی قرار گرفته است. حالت اول سطح جبران سازی خط 30%، حالت دوم سطح جبرانسازی 40% ، حالت سوم سطح جبرانسازی 70% و حالت چهارم خط بدون جبرانسازی است. محدوده قطع از نمونهبرداریهای انجام شده توسط PMU تخمین زده شده و با محدوده قطع واقعی مورد برسی قرار میگیرد. سپس روش پیشنهادی در یک سیستم استاندارد 9 باسه IEEEدر سه سطح 30%، 40% و صفر درصد مورد بررسی قرار میگیرد. جهت این انجام کار ابتدا مکان بهینه برای PMUها با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی عدد صحیح بدست میآید. روش در نرمافزار DIgSILENT Power Factory پیادهسازی میشود.
در فصل پنجم، نتیجهگیری و پیشنهادات بیان میشود. در انتها مشخصات دو سیستم نمونه در پیوست آمده است.
فهرست مطالب تحقیق پیشنهاد روشی برای حفاظت خط انتقال مجهز به خازن سری:
1 فصل اول: مقدمه. 3
1-1 ضرورت تحقیق.. 4
1-2 ساختار پایاننامه. 5
2 فصل دوم: روشهای ارائه شده برای بهبود حفاظت خط انتقال جبران شده با خازن سری.. 7
2-1 حفاظت ديستانس و اساس عملکرد آن. 7
2-1-1 اصول عملکرد رلهي ديستانس…. 8
2-1-2 جبران کننده خازن سری.. 10
2-1-3 حفاظت خازن سری.. 13
2-1-4 چالشهای حفاظت دیستانس با حضور جبرانساز خازن سری.. 14
2-1-5 مشکل تنظیمات حفاظت دیستانس شبکه با جبرانساز سری.. 15
2-2 واحدهای اندازهگیری فازور. 16
2-2-1 فازور 18
2-2-2 ساختار PMU.. 18
2-2-3 شبكه اندازهگیري فازور PMU.. 21
2-2-4 كاربرد PMU.. 22
2-2-5 کاربرد واحد اندازهگیری فازور در حفاظت سیستمهای قدرت… 23
2-3 مروری بر تحقیات انجام شده جهت بهبود حفاظت خطوط جبرانسازی شده با خازن سری.. 24
3 فصل سوم: طرح حفاظت پیشنهادی.. 29
3-1 طرح حفاظت پیشنهادی با استفاده از دادههای واحد اندازهگیری فازور. 29
3-1-1 اصول اندازهگیری رله دیستانس…. 30
3-1-2 محاسبه امپدانس بین دو باس ]23[ 32
3-1-3 الگوریتم پیشنهادی.. 33
3-1-4 جايابي بهينه PMU.. 36
3-1-4-1 جايابي بهينه PMU با الگوريتم برنامهريزي عدد صحيح.. 36
3-1-4-2 در نظر گرفتن باسهاي تزريق صفر در مساله جايابي.. 40
3-1-4-3 جوابهای بهینهی چندگانه. 45
4 فصل چهارم: شبیهسازی و نتایج.. 47
4-1 سیستم نمونه اول. 47
4-1-1 حالت اول: سطح جبرانسازی 30%. 48
4-1-2 حالت دوم: جبرانسازی 40%. 55
4-1-3 حالت سوم: 70% جبرانسازی.. 60
4-1-4 حالت چهارم: بدون جبرانسازی.. 65
4-1-5 بررسی تخمین صحیح و سریع سطح جبرانسازی و تاثیر آن در عملکرد رلهی حفاظتی.. 70
4-2 سیستم نمونه 2.. 71
4-2-1 حالت اول: بدون جبرانسازی (خازن بایپس شود) 72
4-2-2 حالت دوم: 30 درصد جبرانسازی.. 75
4-2-3 حالت سوم: 40 درصد جبرانسازی.. 78
4-2-4 تاثیر خازن سری و اصلاح تنظیمات رله، متناسب با شرایط شبکه. 81
4-2-4-1 حالت اول: ورود خازن با ظرفیت 30% جبرانسازی.. 82
4-2-4-2 حالت دوم: ورود خازن با ظرفیت 40% جبرانسازی.. 84
5 نتیجهگیری و پیشنهادات… 90
5-1 نتیجهگیری.. 90
5-2 پیشنهادات… 91
فهرست مراجع. 93
پیوست: مشخصات سیستمهای نمونه شبیهسازی شده. 97
فهرست جدولها
جدول 4‑1: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده از PMUهای مستقر در باسهای 1 و 2 در جبرانسازی 30% و زاویهی توان 10 درجه. 49
جدول 4‑2: مقادیر تخمینزده شده از اطلاعات PMU برای جبرانسازی 30 درصد و زاویه توان 10 درجه 50
جدول 4‑3: نتایج بهدست آمده از این روش در تخمین امپدانس خازن سری در زاویه توانهای مختلف… 55
جدول 4‑4: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده از PMUهای مستقر در باسهای 1 و 2 در جبرانسازی 40% و زاویه توان 10 درجه. 55
جدول 4‑5: مقادیر تخمین زده شده از اطلاعات PMU برای جبرانسازی 40 درصد و زاویه توان 10 درجه 56
جدول 4‑6: نتایج بهدست آمده از این روش در تخمین امپدانس خازن سری در زاویه توانهای مختلف… 59
جدول 4‑7: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده از PMUهای مستقر در باسهای 1 و 2 در جبرانسازی 70% و زاویهی توان 10 درجه. 60
جدول 4‑8: مقادیر تخمین زده شده از اطلاعات PMU برای جبرانسازی 70 درصد و زاویهی توان 10 درجه 60
جدول 4‑9: نتایج بهدست آمده روش در تخمین امپدانس خازن سری در زاویه توانهای مختلف… 64
جدول 4‑10: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده از PMUهای مستقر در باسهای 1 و 2 در حالت بدون جبرانسازی و زاویهی توان 10 درجه. 65
جدول 4‑11: اطلاعات PMU برای سطح جبرانسازی صفر و زاویهی توان 10 درجه. 65
جدول 4‑12: نتایج بهدست آمده از این روش در تخمین امپدانس خازن سری در زاویهی توانهای مختلف… 69
جدول 4‑13: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده باسهای 7 و 8 درشرایطی که سیستم بدون جبرانسازی است 72
جدول 4‑14: مقادیر تخمینزده شده از اطلاعات PMU برای جبرانسازی صفر درصد. 73
جدول 4‑15: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده باسهای 7 و 8 در 30% جبرانسازی.. 75
جدول 4‑16: مقادیر تخمین زده شده از اطلاعات PMU برای 30% جبرانسازی.. 76
جدول 4‑17: فازور جریان و ولتاژ بهدست آمده باسهای 7و 8 در 40% جبرانسازی.. 79
جدول 4‑18: مقادیر تخمین زده شده از اطلاعات PMU برای 40% جبرانسازی.. 79
جدول 5‑1: مشخصات خطوط سیستم شبیهسازی شده. 97
جدول پ‑2: مشخصات منابع ولتاژ سیستم شبیهسازی شده. 97
جدول پ‑3: مشخصات بار سیستم شبیهسازی شده. 98
جدول 5‑4: مشخصات رلهی استفاده شده در سیستم.. 98
جدول پ‑5: اطلاعات باسبارهای شبکهی 9 باسه IEEE.. 99
جدول پ‑6: اطلاعات خطوط شبکهی 9 باسه IEEE.. 99
جدول پ‑7: – مشخصات خطوط شبکهی 9 باسه IEEE.. 100
جدول 5‑8: مشخصات ترانسهای شبکهی 9 باسه IEEE.. 100
جدول 5‑9: مشخصات زنراتورهای شبکهی 9 باسه IEEE.. 100
جدول 5پ‑10: مشخصات بارهای شبکهی 9 باسه IEEE.. 101
جدول پ‑11: مشخصات رلهی انتخابشده برای درستآزمایی روش پیشنهادی.. 101
فهرست شکلها
شکل 2‑1: رله دیستانس…. 7
شکل 2‑2: مشخصه رله دیستانس(مهو) 8
شکل 2‑3: تنظیمات رله دیستانس…. 9
شکل 2‑4: ناحیه بندی حفاظتی رله دیستانس…. 9
شکل 2‑5: شبکه شعاعی جبرانسازی شده با خازن سری.. 10
شکل 2‑6: پروفیل ولتاژ برای شبکه شعاعی باجبرانساز سری.. 11
شکل 2‑7: سیستم انتقال توان بدون جبرانسازی.. 12
شکل 2‑8: سیستم انتقال توان با جبرانسازی.. 12
شکل 2‑9: – (a)منحنی توان-زاویه (b) منحنی توان – ولتاژ. 13
شکل 2‑10: حفاظت جبرانساز خازنی سری در برابر اضافه ولتاژ. 14
شکل 2‑11: امپدانس اندازهگیری شده رله 1) بدون جبرانساز 2) با جبرانساز. 15
شکل 2‑12: نصب PMU در شبکه برق و ارتباط آنها با GPS. 17
شکل 2‑13: اندازهگيري فازوري ولتاژ و جريان توسط PMU.. 17
شکل 2‑14: سیگنال فازور خروجی از PMU.. 18
شکل 2‑15: ساختار كلي يك واحد اندازه گيري فازور. 20
شکل 2‑16: شبكه اندازهگیري فازور PMU.. 21
شکل 3‑1: الگوریتم عملکرد رله دیستانس…. 31
شکل 3‑2: الگوریتم روش پیشنهادی.. 35
شکل 3‑3: دياگرام تك خطي شبكه نمونه IEEE 9-bus. 38
شکل 3‑4: : مكانهاي بهينه نصب PMU در شبكه IEEE 9-bus. 40
شکل 3‑5: دياگرام تكخطي شبكه نمونه IEEE 14-bus. 41
شکل 3‑6: باس تزريق صفر در شبكه نمونه IEEE 14-bus. 43
شکل 3‑7: مكانهاي بهينه نصب PMU در شبكه IEEE 14-bus. 45
شکل 4‑1: دیاگرام تکخطی سیتم نمونه 1.. 47
شکل 4‑2: مشخصهی ناحیهی حفاظتی 2 رله، زمانیکه هیچ جبرانسازی در خط انتقال انجام نشده است، زاویهی توان 10 درجه. 51
شکل 4‑3: اصلاح تنظیمات ناحیهی حفاظتی 2 رله پس از 30% جبرانسازی خط، زاویهی توان 10 درجه 52
شکل 4‑4: عملکرد رله دیستانس با تنظیمات اصلاح شده ناحیهی حفاظتی 2 در برابر خطای A-G ، پس از 30% جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 52
شکل 4‑5: مشخصهی ناحیهی حفاظتی 3 رله، زمانیکه هیچ جبرانسازی در خط انتقال انجام نشدهاست، زاویهی توان 10 درجه. 53
شکل 4‑6: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصهی اصلاحشده ناحیهی حفاظتی 3 رله در 30 درصد جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 54
شکل 4‑7: – عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاح شده ناحیهی حفاظتی 3 در برابر خطای A-G ، پس از 30% جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 54
شکل 4‑8: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصهی اصلاح شدهی ناحیهی حفاظتی 2 رله در 40 درصد جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 57
شکل 4‑9: عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحشده ناحیهی حفاظتی 2 در برابر خطای A-G ، پس از 40% جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 57
شکل 4‑10: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصهی اصلاح شدهی ناحیهی حفاظتی 3 رله در 40 درصد جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 58
شکل 4‑11: عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحشده ناحیهی حفاظتی 3 در برابر خطای A-G ، پس از 40% جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 59
شکل 4‑12: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصه اصلاح شده ناحیهی حفاظتی 2 رله در 70درصد جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 61
شکل 4‑13: عملکرد رله دیستانس با تنظیمات اصلاح شده ناحیهی حفاظتی 2 در برابر خطای A-G ، پس از 70% جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 62
شکل 4‑14: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصهی اصلاحشده ناحیهی حفاظتی 3 رله در 70درصد جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 63
شکل 4‑15: عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحشدهی ناحیهی حفاظتی 3 در برابر خطای A-G ، پس از 70% جبرانسازی، زاویهی توان 10 درجه. 64
شکل 4‑16: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصهی اصلاح شده ناحیهی حفاظتی 2 رله در هنگام بایپس شدن خازن سری، زاویهی توان 10 درجه. 66
شکل 4‑17: عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحشدهی ناحیهی حفاظتی 2 در برابر خطای A-G پس از بایپس شدن خازن سری، زاویهی توان 10 درجه. 67
شکل 4‑18: تاثیر خازن سری بر روی تنظیمات رله و مشخصهی اصلاحشده ناحیهی حفاظتی 3 رله در هنگام بایپس شدن خازن سری، زاویهی توان 10 درجه. 68
شکل 4‑19: عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحشده ناحیهی حفاظتی 3 در برابر خطای A-G پس از بایپس شدن خازن سری، زاویهی توان 10 درجه. 69
شکل 4‑20: تاثیر تخمین سطح جبرانسازی در تنظیمات رله و عملکرد درست رله بعد از اصلاح تنظیمات، زاویهی توان 10 درجه. 70
شکل 4‑21: سیستم 9 باسه IEEE مورد مطالعه: خازن در وسط خط 3 قرار گرفته است و رلهی دیستانس در باس 7 روی خط 3 تنظیم شده است… 72
شکل 4‑22: مشخصهی عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سهفاز با زمین در 100% خط 3 74
شکل 4‑23: مشخصهی عملکرد رله دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سهفاز با زمین در 200% خط 3 75
شکل 4‑24: مشخصهی عملکرد رله دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سهفاز با زمین در 100% خط 3، سطح جبرانسازی 30%. 77
شکل 4‑25: مشخصهی عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سهفاز با زمین در 200% خط 3، سطح جبرانسازی 30%. 78
شکل 4‑26: مشخصهی عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سهفاز با زمین در 100% خط 3، سطح جبرانسازی 40%. 80
شکل 4‑27: مشخصهی عملکرد رلهی دیستانس با تنظیمات اصلاحی در خطای سهفاز با زمین در 200% خط 3، سطح جبرانسازی 40%. 81
شکل 4‑28: عملکرد درست ناحیهی حفاظتی 3 رله در خطای سه فاز با زمین در80% خط بعدی بدون حضور خازن 82
شکل 4‑29: عملکرد نادرست ناحیهی حفاظتی 3 رله در خطای سه فاز با زمین در 80% خط بعدی با حضور خازن30%، بدون اصلاح تنظیمات رله. 83
شکل 4‑30: عملکرد درست رله در برابر خطای سه فاز با زمین در 80% خط بعدی با حضور خازن 30%، با اصلاح تنظیمات رله. 84
شکل 4‑31: عملکرد نادرست ناحیهی حفاظتی 3 رله در خطای سه فاز با زمین در 80% خط بعدی با حضور خازن40%، بدون اصلاح تنظیمات رله. 85
شکل 4‑32: عملکرد درست رله در برابر خطای سه فاز با زمین در 80% خط بعدی با حضور خازن 40%، با اصلاح تنظیمات رله. 86
شکل 4‑33: عملکرد نادرست رله با تنظیمات 30% جبرانسازی، در شرایظی که خط 40% جبرانسازی شده است. 87
شکل 4‑34: عملکرد درست رله بعد از اصلاح تنظیمات رله از 30% جبرانسازی به 40% جبرانسازی.. 88
شکل پ‑1: دیاگرام تکخطی سیتم نمونه 1.. 97
شکل 5‑2: شبکهی استاندارد 9 باسه IEEE.. 98
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.
برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها