حفاظت خطوط انتقال HVDC بر اساس اندازه‌گيري تك‌پايانه

كارشناسي ارشد

با افزايش تقاضا براي برق، نياز به افزايش ظرفيت انتقال قدرت در فواصل طولاني وجود دارد. پياده‌سازي افزايش توليد برق در سيستم قدرت موجود، يك چالش براي شبكه‌هاي متناوب است. براي غلبه بر اين چالش، افزايش اتصالات مراكز بار با استفاده از سيستم‌هاي انتقال HVDC به‌عنوان يك ‌راه‌حل كارآمد و اقتصادي پيشنهاد شده است. مهم‌ترين مزيت سيستم‌هاي HVDC توانايي انتقال قدرت در مسافت‌هاي زياد مي‌باشد، به همين علت اكثر سيستم‌هاي HVDC جهت انتقال قدرت بالا و در فواصل طولاني مورد استفاده قرار مي‌گيرند و از نواحي نامساعد تحت شرايط آب و هوايي نامناسب عبور مي‌كنند. بنابراين احتمال وقوع خطاهاي زيادي روي خط انتقال HVDC وجود دارد. لذا حفاظت اين خطوط جهت اطمينان از امنيت و قابليت اطمينان سيستم امري بسيار ضروري مي‌باشد. همچنين از آنجا كه سيستم‌هاي انتقال HVDC نقش مهمي در هماهنگي و اتصال شبكه‌هاي متناوب و غيرهمزمان و استفاده كامل از منابع انرژي را دارند، بايد به حفاظت و پاكسازي سريع خطاها براي تضمين امنيت و پايداري سيستم قدرت، توجه زيادي شود. معمولا حفاظت اصلي براي خطوط انتقال HVDC شامل حفاظت امواج سيار و حفاظت مشتقات ولتاژ و حفاظت پشتيبان شامل حفاظت كاهش ولتاژ و حفاظت ديفرانسيل جريان مي‌باشد. اين طرح‌هاي حفاظتي داراي مشكلاتي از قبيل قابليت اطمينان ضعيف و حساسيت ناكافي مي‌باشند. لذا اين پژوهش به ارائه طرح-هاي حفاظت جديد جهت حل اين مشكلات مي‌پردازد. با توجه به عدم تبادل اطلاعات بين دو طرف خط انتقال در طرح‌هاي حفاظت تك‌پايانه نسبت به دوپايانه و در نتيجه تجهيزات و هزينه كمتر و قابليت اطمينان بيشتر، در اين پژوهش به ارائه چندين طرح حفاظت تك‌پايانه پرداخته مي‌شود. به همين منظور سيگنال گذراي جريان و ولتاژ خطوط انتقال HVDC در هنگام وقوع خطا، تحت مطالعه قرار مي‌گيرند و درنهايت با استفاده از تحليلات انجام‌شده، دو طرح حفاظتي جديد مبتني بر ويژگي‌هاي مرزي خط انتقال براي حفاظت خطوط انتقال HVDC ارائه شده است. با توجه به نتايج شبيه‌سازي‌هاي جامع، طرح‌هاي حفاظت پيشنهادي تحت انواع وضعيت خطا، به‌خوبي مي‌توانند خطاهاي داخلي را از خطاهاي خارجي متمايز كنند و از قابليت اطمينان، حساسيت و سرعت عملكرد بالا و عدم نياز به محاسبات پيچيده برخوردار هستند، درنتيجه مي‌توانند به‌آساني در سيستم‌هاي واقعي HVDC به كار گرفته شوند. همچنين به منظور تأييد هر چه بهتر و بيشتر طرح‌هاي حفاظت پيشنهادي، اين طرح‌ها تحت داه‌هاي ميداني نيز مورد سنجش قرار گرفته‌اند كه در اين حالت نيز عملكرد مطلوبي به همراه دارند.

194437

دانشگاه علم و صنعت ايران

قدرت - سيستم‌هاي قدرت

دكتر صادق جمالي