پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش قدرت

عنوان:

­طراحی آشکارساز خطا جهت تشخیص و طبقه­ بندی خطا در سیستم­های توزیع

  

اساتید راهنما:

دکتر محمد حسن مرادی- دکتر محمدرضا طوسی

 

استاد مشاور:

دکتر حمیدرضا کرمی

 

اساتید  داور:

دکتر علیرضا حاتمی-دکتر منوچهر حسینی

 

نگارش:

بهزاد عبدی

 

زمان : دوشنبه 18/11/95  ساعت 15

مکان : آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

چكيده:

اتصال­کوتاه تک­فاز در سيستم‌هاي قدرت و سيستم‌هاي توزيع انرژي الکتريکي يکي از شايع­ترين خطاهاي اتصال­کوتاه مي­باشد که علاوه بر خطر برق­گرفتگي، آتش­سوزي و خسارات مالي ناشي از آن­ها منجر به کاهش قابليت اطمينان شبکه و عدم تأمين انرژي الکتريکي مصرف­کنندگان مي­شود. به همين منظور حفاظت­هاي متعددي در سيستم قدرت وظيفه شناسايي خطاها از جمله خطاهاي اتصال­کوتاه­ را به­عهده دارند. اما گاهي خطاهايي از طريق يک جسم واسط با امپدانس بالا رخ مي­دهد که توسط رله­هاي معمول قابل شناسايي نيستند؛ زيرا در اين­گونه خطاها جريان خطا در حد جريان بار يا کمتر محدود مي­شود. اين نوع خطاها به خطاهاي امپدانس بالا معروف هستند. به­واسطه اينکه اين خطاها در شرايط مختلف رفتار تصادفي از خود نشان مي­دهند، بعلاوه رفتار آن­ها با رفتار حالت‌هاي گذراي معمول شبکه هم­چون کليدزني بانک­خازني، جريان هجومي ترانس، کليدزني بار و بارهاي هارمونيکي مشابه است، تشخيص و طبقه‌بندي­ آن­ها مشکل مي­باشد. بنابراين ارائه روشي جهت تشخيص خطاي امپدانس بالا از ساير حالت‌هاي گذرا و طبقه‌بندي آن­ها داراي اهميت فراواني است. در اين راستا براي تشخيص و کلاسه­بندي خطاهاي امپدانس بالا، روش ترکيبي تبديل موجک تجربي و ماشين بردار پشتيبان ارائه مي­شود. در اين روش شکل­موج جريان خطا و شکل­موج جريان ساير حالت‌هاي گذرا توسط تبديل موجک تجربي به توابع مد ذاتي خود تجزيه مي­شوند. سپس ويژگي­هاي محتواي انرژي سه مد اول، اندازه هارمونيک دوم، اندازه هارمونيک سوم، اندازه فاز هارمونيک سوم، اندازه هارمونيک پنجم و دامنه مؤثر جريان خطا به عنوان ورودي جهت آموزش ماشين بردار پشتيبان استفاده مي­گردد. به گونه­اي که قادر به تفکيک خطاي امپدانس بالا از ساير حالت‌هاي گذرا و طبقه‌بندي آن­ها مي­باشد. براي ارزيابي عملکرد روش پيشنهادي به شکل‌موج‌هايي از جريان خطا و حالت‌هاي گذرا نياز است. بر همين اساس از نرم­افزار ATP براي شبيه‌سازي فيدر توزيع و تهيه اطلاعات مربوط به خطاهاي امپدانس بالا و ساير حالت‌هاي گذرا استفاده شده است. در روش پيشنهادي تاثير عوامل مختلف: آموزش ماشين بردار پشتيبان توسط بردار ويژگي­ در سه حالت مختلف (اندازه و فاز هارمونيکي، محتواي انرژي سه زيرسيگنال اول و ترکيب حالت اول و دوم)، استفاده از توابع کرنل­ مختلف (تابع پايه شعاعي و تابع چندجمله‌اي) توسط ماشين بردار پشتيبان، بر روي دقت طبقه‌بندي، دقت کلي الگوريتم و مدت زمان آموزش بررسي شده است. نتايج حاصل از تست و شبيه‌سازي نشان مي­دهد که روش پيشنهادي توانايي تشخيص و طبقه‌بندي خطاي امپدانس بالا را با دقت بسيار بالا در مدت زمان مناسب دارد.

واژه­های کلیدی: سيستم‌هاي توزيع، خطاهاي امپدانس بالا،تبديل موجک تجربي، ماشين بردار پشتيبان، توابع مد ذاتي

 

Abstract:

Single-phase short circuit in electrical power systems and energy distribution systems is one of the most common events as well the risk of electric shock, fires and financial losses that leading to reduce network reliability and lack of  supplying electrical energy of consumers. For this purpose, a variety of protections in power system are responsible for Identify errors, including Short circuit failures. But occasionally the faults occur by touching a material with high impedance which are not able to detect by conventional relays. so the faults current limited around load current's or less, which called High Impedance Faults (HIF) detection and classification of these faults is difficult because of having randomness behavior at different conditions also this kind of faults has some behavior to the other transient like capacitor switching in rush currents, load switching and harmonic loads. So it is important to represent a method to detect and classify the HIF and other transients in order to increasing the reliability of system. In this research we propose a combined EWT and SVM method to detect and classify the HIF's and other transients. This method decompose the fault current wave form and other transient's wave form by using EWT to their intrinsic mode functions (IMFs) and then respectly feature of energy of first three mode, amplitude of second harmonic, amplitude of third harmonic, phase of third harmonic, amplitude of fifth harmonic and amplitude of fault current used as input to train the SVM, in order to detect an classify HIF and other transient's, simulated in ATP software. In training procedure of SVM we consider different type amplitude phase of harmonic energy content of the first three IMF and finally combine state of first and second type. Also we consider of using different kernel function like RBF and polynomial function in order to evaluate the training time, classification accuracy and total accuracy of proposed algorithm. Results show that the proposed method is able to detect and classify the HIF with high accuracy with appropriate training time. 

Key Words: Distribution systems, high impedance fault, empirical wavelet transform, support vector machine. Intrinsic mode functions

 

1- مشخصات فردی :

نام و نام خانوادگی  : بهزاد عبدی

محل تولد : سنندج

تاریخ تولد: 20/03/1371

تلفن تماس : 09189107567

پست الکترونیکی : behzadabdi71@yahoo.com

 

2- سوابق تحصیلی :

 

 

 

3- مهارت ها :

·         MATLAB Simulink

·         MATLAB Programming

·         EMTP_RV

·         ATP

·         Signal processing Tools

·         PSIM

·         PLC

·         Pspice

·         MatPower

 

 

4- آشنایی با زبان­های خارجی :