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

عنوان:

بهبود مکان­یابی خطا در سیستم­های توزیع با در نظر گرفتن خطای امپدانس بالا

 

اساتید راهنما:

دکتر محمد حسن مرادی- دکتر محمدرضا طوسی

 
استاد مشاور:

دکتر حمیدرضا کرمی

 

اساتید  داور:

دکتر علیرضا حاتمی-دکتر منوچهر حسینی

 

نگارش:

وحید عیوضی کهنمویی

 

زمان : دوشنبه 18/11/95  ساعت 6 عصر

مکان : آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

چكيده:

موضوع مکان­یابی خطا در سیستم­های توزیع همواره به عنوان یک مساله مهم مورد توجه کارشناسان بوده است. روش­های  متعددی در زمینه مکان­یابی خطا در سیستم­های توزیع ارائه شده است، این روش­ها به سه گروه اصلی تقسیم می­شوند: روش­های امپدانسی، روش­های مبتنی بر امواج سیار و روش­های هوشمند. روش­های معمول مکان­یابی خطا مبتنی بر اندازه­گیری امپدانس خط قبل از وقوع خطا اصولا بخاطر مواردی چون، امپدانس مسیر خطا، ساختار سیستم و برخی موارد دیگر مکان خطا را با دقت مشخص نمی­کنند. از طرفی دیگر بخاطر رنج وسیع مقاومت­ها و تاثیر منفی ضرائب میراکننده در سیستم­های توزیع، روش­های مکان­یابی خطا مبتنی بر امواج سیار نیز در تعیین مکان خطا همواره با مشکلاتی مواجه هستند. بدلیل پایین بودن دامنه خطای امپدانس بالا، این خطا بوسیله روش­های مکان­یابی اشاره شده به درستی تشخیص داده نمی­شود. معمولا خطای امپدانس بالا هنگامی رخ می­دهد که هادی در مسیر انتقال قطع شده و به زمین بیافتد و یا از طریق یک امپدانس بزرگ مثل درخت به زمین متصل گردد اتفاق چنین امری نه تنها بدلیل بروزجرقه بین هادی برقدار و زمین سبب آسیب جدی به تجهیزات حفاظتی می­شود بلکه از نظر امنیت جانی انسان­ها نیز بسیار خطرناک می­باشد.

در این پایان نامه یک روش هوشمند جهت مکان­یابی خطا با استفاده از روش تبدیل موجک تجربی و همچنین شبکه­های عصبی رگرسیون تعمیم یافته ارائه شده است. این روش براساس تحلیل فرکانس­­ مشخصه مسیرهای مختلف سیستم توزیع انجام می­گیرد. سیگنال گذرای تولید شده توسط خطا در طول مسیرهای توزیع در دو جهت متفاوت از نقطه خطا به سمت پایانه­های خط منتشر می­شوند و توسط انشعاب­های میان فیدرها برگشت داده می­شوند، بسته به مسیری که سگینال گذرای خطا از آن عبور می­کند، سیگنال گذرا در هر مسیر دارای فرکانس مشخصه­ای می­باشد که طیف انرژی این سیگنال در فرکانس­های مشخصه دارای تراکم بیشتری نسبت به سایر فرکانس­ها می­باشند. بنابراین در این روش با تجزیه سیگنال گذرا و استخراج این فرکانس­ها توسط روش تبدیل موجک تجربی و محاسبه انرژی آنها در هر سطح، مقدارانرژی نرمالیزه شده به عنوان ویژگی مورد نظر جهت آموزش شبکه عصبی رگرسیون تعمیم یافته انتخاب می­شود تا مکان خطا تعیین گردد. روش ارائه شده در یک سیستم 34 باسه توسط نرم­افزار EMTP-ATP شبیه سازی شده است، و نتایج بدست آمده در مقایسه با روش­های پیشین عملکرد مطلوب این روش را نشان می­دهد.

واژه­های کلیدی: مکان­یابی خطا، خطای امپدانس بالا، سیستم توزیع، فرکانس­های مشخصه مسیر، تبدیل موجک تجربی، تجزیه مد تجربی، شبکه­های عصبی رگرسیون تعمیم یافته

 

 

Abstract:

 

 Fault location in distribution systems had always been of great importance to utilities for reliable power supply. Several fault location methods has been proposed in distribution systems like impedance method and travelling waves method. The conventional fault location methods which are based on the measurement of post-fault line impedance suffering from the factors such as path fault impedance, system configuration and etc., so that they have Low accuracy. On the other hand, because of the vast range of resistances, the negative impact of damping Factors affects the performance of travelling wave-based fault locators in large distribution systems. Because of low amplitude of High Impedance Fault (HIF), the conventional fault location methods are not able to detect the HIF exactly. Generally this fault occurs when the conductor has been cut and touched the ground, or grounded by a big impedance like tree. Moreover this occurrence due to the arcing between conductor and ground cause dangerous damage to protective equipment’s, although is a treat for human safety.

To overcome these problems this thesis proposes an intelligent fault location method using a new signal analysis technique called Empirical Wavelet Transform (EWT) and Generalized Regression Neural Network (GRNN) for distribution systems. The proposed method is based on path characteristic frequencies. Fault-originated traveling waves propagate along the distribution paths in both directions away from the fault point and are reflected at line terminations, junctions between feeders, laterals, and the fault location. Depending on the paths which traveling waves reciprocate through, the transient signal at each path, contains certain path characteristic frequencies (PCFs). Energy spectrum of the transient signal has higher density around the path characteristic frequencies than other Frequency’s. By decomposing the transient signal and extracting these frequency’s by EWT and calculate the energy of each level, the values of normalized energy use as Features for training the GRNN in order to locate the fault. The proposed method examined on IEEE 34 buss test system, which shows satisfactory results.

 

 

Key Words: Fault Location, High Impedance Fault, Distribution Systems, Path Characteristic Frequency’s, Empirical Wavelet Transform, Empirical Mode Decomposition, Generalized Regression Neural Network.

 

 

1- مشخصات فردی :

نام و نام خانوادگی  : وحید عیوضی کهنمویی

محل تولد : تبریز

تاریخ تولد: 13/08/1370

تلفن تماس : 09148893776

پست الکترونیکی : v.eyvazi12@gmail.com

 

2- سوابق تحصیلی :

 

 

3- سوابق کاری :

·         همکاری با شرکت آترا فراز گستر در زمینه تولید و مونتاژ درایوها و تابلو برق­های صنعتی به مدت 4 سال

 

4- مهارت ها :

·         MATLAB Simulink

·         MATLAB Programming

·         EMTP_RV

·         ATP

·         Signal processing Tools

·         PSIM

·         PLC-STL

 

 

5- آشنایی با زبان­های خارجی :

·         انگلیسی

·         ترکی استانبولی

·         فرانسه