Ключові слова
current, voltage
zero phase sequence
wavelet transform
reactive power
protection against phase-to-ground faults електрична мережа
струм, напруга
нульова послідовність
вейвлет-перетворення
реактивна потужність
захист від замикань фази на землю
Як цитувати
Анотація
Для електричних мереж напругою 6-35 кВ з компенсованою, ізольованою або резисторно-заземленою нейтраллю розроблено метод захисту від замикання фази на землю, в якому за результатами частотно-часового вейвлет-перетворення струмів, напруг нульової послідовності і їхніх похідних за допомогою отриманого аналітичного виразу визначають сумарний вейвлет реактивної потужності для різних частот. Показано, що в початковий момент замикання фази на землю на пошкодженому приєднанні потужність завжди позитивна, а на непошкодженому – негативна незалежно від режиму роботи нейтралі. Коефіцієнти вейвлет-перетворень знаходять шляхом згортки дискретних значень вимірюваних сигналів з синусно-косинусними сигналами материнської функції Морле. Звернену в часі послідовність цих сигналів отримують за допомогою матриці, для якої викладено правила її формування. Як пусковий органу захисту використовується перевищення амплітудою напруги нульової послідовності заданого значення. За допомогою математичної моделі мережі виконано дослідження поведінки захисту у разі глухих і дугових замиканнях фази на землю, за різного ступеня компенсації ємнісних струмів, за різних значень миттєвої напруги в момент замикання. У всіх режимах отримано надійну роботу захисту, чутливість якого на порядок перевищує чутливість захисту, заснованого на перетворені Фур'є. Отримано позитивні результати випробувань реалізованого на мікропроцесорній елементній базі зразка захисту на лабораторному стенді. Бібл. 20, рис. 7, табл. 2.
Посилання
Vaibhav S. Yendole, Kiran A. Dongre. Power System Fault Analysis Using Signal Processing Technique – A Review. International Journal of Innovative Research in Electrical, Electronics, Instrumentation and Control Engineering. 2018. Vol. 6. Issue 5. Pp. 64-67. DOI: https://doi.org/10.17148/IJIREEICE.2018.6514
Jabr H.M., Megahed A.I. A Wavelet-FIRANN Technique for High-Impedance Arcing Faults Detection in Distribution Systems. International Conference on Power Systems Transients (IPST’05). Montreal, Canada, June 19-23, 2005. Paper No. IPST05 – 035.
Yong Guo, Kezunovic M., Deshu Chen. Simplified algorithms for removal of the effect of exponentially decaying DC-offset on the Fourier algorithm. IEEE Transactions on Power Delivery. 2003. Vol. 18. No 3. Pp. 711-717. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2003.813894.
Debadatta Amaresh Gadanayak, Ranjan Kumar Mallick. Interharmonics based high impedance fault detection in distribution systems using maximum overlap wavelet packet transform and a modified empirical mode decomposition. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2019. Vol. 112. Pp 282-293. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.04.050.
Farughian A.; Kumpulainen L.; Kauhaniemi K. Non-Directional Earth Fault Passage Indication in Isolated Neutral Distribution Networks. Energies. 2020. Vol. 13 (18). Pp. 1-10. DOI: https://doi.org/10.3390/en13184732
Gomes D.P.S., Ozansoy C., Ulhaq A. Vegetation High-Impedance Faults’ High-Frequency Signatures via Sparse Coding. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2020. Vol. 69. No 7. Pp. 5233-5242. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2019.2950822.
Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Earth fault protection for compensated electric networks based on frequency filters. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020. No 1. Pp. 69-74. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/069.
Das D., Singh N.K., Sinha A.K. A comparison of Fourier transform and wavelet transform methods for detection and classification of faults on transmission lines. IEEE Power India Conference. New Delhi, 2006. P. 7. DOI: https://doi.org/10.1109/POWERI.2006.1632580.
Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Earth Fault Protection Improvement on Distribution Networks. Tekhnichna elektrodynamika. 2020. No 5. Pp. 54-61. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.05.054. (Ukr).
Ahmed R. Adly, Ragab A. El Sehiemy, Almoataz Y. Abdelaziz, N. M. A. Ayad. An Automated Fault Identification Scheme for Transmission Networks. Proc. Recent Trends in energy system Conference. Cairo, Egypt, 3 October 2015. Pp. 289-303.
Chaari O., Meunier M., Brouaye F. Wavelets: a new tool for the resonant grounded power distribution systems relaying. IEEE Transactions on Power Delivery. 1996. Vol. 11. No 3. Pp. 1301-1308. DOI: https://doi.org/10.1109/61.517484.
Wilkinson W.A., Cox M.D. Discrete wavelet analysis of power system transients. IEEE Transactions on Power Systems. 1996. Vol. 11. No 4. Pp. 2038-2044. DOI: https://doi.org/10.1109/59.544682.
Jurado F, Valverde M. Applications of Signal Processing Tools in a Power Systems Course. The International Journal of Electrical Engineering & Education. 2004. Vol. 41(1). Pp. 28-42. DOI: https://doi.org/10.7227/IJEEE.41.1.3
Galli A.W., Heydt G.T., Ribeiro P.F. Exploring the power of wavelet analysis. IEEE Computer Applications in Power. 1996. Vol. 9. No 4. Pp. 37-41. DOI: https://doi.org/10.1109/67.539845.
Lysenko V.A. Model of zero sequence noise in small current grounding system. Technichna Elektrodynamika. 2012. No 2. Pp. 44–45.
Driesen J., Van Craenenbroeck T., Reekmans R., Van Dommelen D. Analysing time-varying power system harmonics using wavelet transform. Quality Measurement: The Indispensable Bridge between Theory and Reality (No Measurements? No Science!) IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference and IMEKO Tec. Brussels, Belgium, 1996. Vol. 1. Pp. 474-479. DOI: https://doi.org/10.1109/IMTC.1996.507428.
Ahmed R. Adly, Alaa M. Abdel-hamed, Said A. Kotb, Magdy M. Zaki. Fault Detection for Multi-terminal Transmission Line with Nuclear Power Plant Based on Wavelet Transform. Arab Journal of Nuclear Sciences and Applications. 2019. Vol. 52(3). Pp. 144-152. DOI: https://doi.org/10.21608/ajnsa.2019.6832.1162.
Borghetti A., Bosetti M., Di Silvestro M., Nucci C.A., Paolone M. Continuous-Wavelet Transform for Fault Location in Distribution Power Networks: Definition of Mother Wavelets Inferred From Fault Originated Transients. IEEE Transactions on Power Systems. 2008. Vol. 23. No 2. Pp. 380-388. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRS.2008.919249.
Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Microprocessor selective protection from the phase to the earth fault in electric networks with petersen coil in neutral. Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 2. Pp. 54-62. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.02.054.
Gilbert Strang, Truong Nguyen. Wavelets and filter banks. Wellesley-Cambridge Press, 1996. 541 p.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2021 Array