روشي نوين مبتني بر جريان حين خطا براي تشخيص جهت خطا در شبكه‌هاي توزيع برق با حضور منابع توليد پراكنده در مناطق نظامي

A Novel Method Based on Through-Fault Current for Detection of Fault Direction in Power Distribution Systems in Military Areas

با گسترش نفوذ منابع توليد پراكنده در سطح شبكه‌هاي توزيع برق به‌ويژه مناطق نظامي، استفاده از رله‌هاي جهت‌ياب خطا به‌منظور رفع سريع عيب و بالا بردن قدرت پدافندي شبكه، به يك امر الزامي براي حفاظت اين شبكه‌ها تبديل‌شده است. بااين‌وجود، استفاده از رله‌هاي جهت‌ياب متداول، براي تشخيص جهت خطا، در شبكه‌هاي توزيع، به دليل عدم حضور ترانسفورماتور ولتاژ، امكان‌پذير نيست. يك‌راه حل مناسب استفاده از جريان قبل از خطا، به‌جاي استفاده از ولتاژ، به‌عنوان يك كميت مرجع، براي تشخيص جهت خطا است. به‌هرحال، اين روش به ولتاژ براي تشخيص جهت انتقال توان نياز دارد. در مقاله حاضر، يك روش نوين براي تشخيص جهت خطا ارايه‌شده است. روش پيشنهادي قادر به تشخيص جهت خطا، تنها با استفاده از جريان حين خطا است و باعث بهبود عملكرد رله‌هاي جهت‌ياب مبتني بر جريان شده است. با استفاده از روش حاضر مي‌توان از هزينه‌ي اضافي به‌كاررفته براي ترانس ولتاژ و يا هزينه‌ي مربوط به انشعابات اضافي در طرح‌هاي حفاظتي متداول جلوگيري نمود. عملكرد روش پيشنهادي بر روي دو شبكه توزيع نمونه، شامل 3 شينِ دو سو تغذيه و 14 شينِ IEEE مورد ارزيابي و تحليل قرارگرفته است. نتايج به‌دست‌آمده كارايي بالاي روش پيشنهادي را تصديق مي‌كند..

By increasing the penetration of distributed generation in electrical distribution networks, especially in military areas, use of directional relay becomes a necessary device for protection of these networks. Due to the absence of potential transformers, the conventional directional relays cannot be applied in distribution networks for detection of fault direction. For this purpose, a new directional relay is presented that is able to detect the fault direction using only the through-fault current. The proposed approach is not affected by power flow direction and improves the performance of the previously introduced current based on directional relays employing pre-fault current. The present approach could eliminate the cost of the potential transformer in distribution systems. The extensive simulations, under different operation condition are carried out on two different distribution systems; including bidirectional 3 bus network and IEEE 14 bus test system. The obtained results approved the high efficiency of the proposed method.