شکل ۵-۲ دستهای از منحنیهای زمان معکوس نمونه ای از رلههای پر کاربرد از نوع القایی با قرص گردان، را نشان میدهد.

شکل -۵-۲ منحنیهای زمان معکوس

هر منحنی یک تنظیم عددی برای معیار تأخیر زمانی را نشان میدهد. هر منحنی میانی را نیز میتوان با درونیابی بدست آورد، زیرا تغییرات این منحنیها به صورت پیوسته است. شکل ۶-۲

کاربرد رلههای جریان زیاد زمانی در یک فیدر شعاعی و مشخصه زمان قطع مدار در پی رخداد اتصال کوتاه در هر یک از نقاط فیدر را نشان میدهد. هر منحنی میانی را نیز میتوان با درونیابی بدست آورد، زیرا تغییرات این منحنیها بصورت پیوسته است. این شکل نشان میدهد که حداقل زمان کارکرد رله با دور شدن از پست توزیع افزایش مییابد، افزایشی که در حالت کلی و به هنگام کار با رلههای جریان زیاد اجتناب ناپذیر است. این شکل هم چنین تأثیر مشخصه زمان معکوس بر کاستن از این افزایش زمان را نشان میدهد. بدیهی است که هر چه تعداد بخشهای سری روی فیدر بیشتر باشد، زمان قطع بار سر فیدر بیشتر می شود. این زمان نباید از ۲ یا ۳ ثانیه بیشتر شود.

براساس برخی استانداردها این زمان چندان طو?نی نیست. اما اگر پایداری سیستم در معرض خطر یا بارگذاری خطوط زیاد باشد، آنگاه دیگر نمیتوان این مقدار را تغییر داد.

رلههای جریان زیاد آنی یا بیتأخیر، تنها به عنوان حفاظت اولیه و برای تکمیل رلهبندی زمان معکوس به کار میروند و استفاده از آنها، امروزه بسیار معمول است. این رلهها تنها در صورتی باید وارد عمل شوند که جریان اتصال کوتاه اساساً از هر جریان دیگر در مدار، مث?ً از جریان گذرایی که به هنگام زیر بار قرار گرفتن اجزای سیستم پدید میآید، بیشتر باشد. ناحیه حفاظت رلههای جریان

۲۱

زیاد آنی با تنظیم دقیق حساسیت، بطور کامل تعیین و بخش کوچکی از انتهای خط محدود می شود. به عنوان نمونه، رله جریان زیاد آنی معمو? در ۲۵ درصد با?تر از جریان بیشینه رله به هنگام رخ داد اتصال کوتاه سه فاز در انتهای خط تنظیم میشود. با این تنظیم رله آنی در حدود ۸۰

درصد از آن قسمت خط را حفاظت خواهد کرد.

با توجه به آنچه گفته شد، میتوان قطع آنی را به رلهبندی زمان معکوس افزود و زمان ?زم برای قطع بار تا حد قابل توجهی کاهش داد. کاهش اندازه جریان اتصال کوتاه باعث کاهش فاصله تحت پوشش واحد آنی و حتی صفر شدن آن میشود. البته این مسئله چندان مهم نیست؛ زیرا هدف قطع سریع بار در اثر اتصال کوتاه بیشینه است.

شکل -۶-۲ کاربرد قطع آنی در رله اضافه جریان

قطع آنی بار در صورتی شدنی است که اندازه جریان اتصال کوتاه با حرکت از سر انتهایی یک خط به سمت محل رله، تا حد قابل توجهی افزایش یابد. این افزایش باید حداقل ۲ یا ۳ برابر باشد. به همین دلیل است که رله بندی آنی تنها برای یک سری خطوط خاص عملی است. هرگاه جریان اتصال کوتاه در یک سیستم توزیع اصو?ً به فاصله محل خطا تا رله وابسته باشد و وابستگی چندانی به ژنراتورهای فعال سیستم نداشته باشد، معمو?ً میتوان با استفاده از رله های با مشخصه زمان بسیار معکوس، به زمان قطع سریعتری دست یافت. اما در سیستمی که میزان جریان اتصال کوتاه آن بستگی زیادی به ظرفیت تولید سیستم در لحظهی رخداد خطا دارد، بهرهگیری از رلههایی که دارای مشخصه کارکردی زمان معکوس هستند به نتایج بهتری خواهد انجامید. به هر حال، هر چه به انتهای مدارهای توزیع نزدیک میشویم، رلهها و کلیدها بیشتر با فیوز جانشین می شوند. در ناحیههایی که خطاهای گذرا زیادتر رخ میدهند، برای ایجاد هماهنگی با مشخصات فیوز باید از رلههای زمان بینهایت معکوس استفاده شود. تنظیم رلههای یک فیدر در ۲۰۰ تا ۴۰۰ درصد جریان بار کامل، تنظیم معقولی است. با این وجوداگر نکات خاصی رعایت نشود، آنگاه اجتناب از کارکرد نادرست رله در اثر جریانهای پسماند یا بار سردی که در پی یک برون رفت طو?نی پدید

۲۲

میآیند، ممکن نخواهد بود. از سوی دیگر افزایش این تنظیم، میتواند از پوشش حفاظتی رله بر فیدر بکاهد یا آنکه تنظیم درست و معقول رلههای سمت تغذیه این فیدر را با مشکل مواجه سازد.

-۶-۲ هماهنگی بهینه رلههای حفاظتی

-۱-۶-۲ اصول بهینهسازی

بهینهسازی فرآیندی است که با اعمال روشهایی یک یا جند هدف بر اساس چند پارامتر به بهترین نحو برآورده گردند. به منظور انجام بهینه سازی، میبایست نخست مدل ریاضی فرآیند مورد نظر بدست آید. همچنین محدودیتها و کرانهای پارامترهایی که در فرآیند تأثیر گذار هستند، بدست آیند. با مدل سازی ریاضی اهداف، تابع یا توابع هدف بدست می آیند و از در نظر گیری محدویتها و کرانهای پارامترها قیود مسأله بدست میآیند. روشهای بهینهسازی بر اساس اصول ریاضی، امکان یافتن پاسخهای بهینه یا نزدیک به بهینه را فراهم می سازند.
مسأله هماهنگی رلههای حفاظتی، یکی از مسائل بسیار مهم در حوزه حفاظت سیستمهای قدرت است. به سبب اهمیت این مسأله و به سبب اهمیت اصل حفاظت سریع، مدت ها است که بحث حداقل کردن زمان عملکرد طرح حفاظتی مطرح گردیده است و فرمولبندیهایی نیز در این راستا ارائه گردیده است.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه رایگان با موضوع فاصله قدرت، ابهام گریزی، فرهنگ سازمانی، جامعه پذیری

بحث هماهنگی بهینه در مورد فیوزها چندان مطرح نیست، زیرا این ادوات پارامتر قابل تنظیمی ندارند. بحث در مورد بازبستها و بخصوص رلههای حفاظتی مطرح است. رلههای حفاظتی بسیار قابل تنظیم میباشند، بگونه ای که رلههای میکروپروسسوری جدید حتی دارای قابلیت تنظیم روی خط (On-line) نیز میباشند. با توجه به انعطافپذیری رلهها، بحث هماهنگی بهینه در مقا?ت در مورد این ادوات مطرح می باشد.

-۲-۶-۲ تابع هدف

از بین فرمولهای هماهنگی بهینه، تابع هدف به چندین صورت مطرح گردیده است که از بین آنها میتوان به موارد ذیل اشاره نمود ۲۸] تا [۳۳
(۳-۲)
Min F1 ?Wi ×Ti
(۴-۲)
Min F2 ?Wi j ×Ti j
(۵-۲)
Min F3 ?Wi j k ×Ti j k
که در آن W یک بردار ضریب مثبت است و
T بردار نشان دهنده زمانهای عملکرد رلههای
جریان زیاد میباشد. در معادله (۳-۲)، خطا نزدیک به رله اصلی می باشد. در معادله (۴-۲)، هم خطای انتهای دور (remote end) و هم خطای نزدیک (close-in) در نظر گرفته شدهاند. در معادله (۵-۲)، سه زمان عملکرد مختلف وجود دارند که دوتا از آنها همان دو زمان موجود در معادله (۴-۲) بوده و سومی زمانهای عملکرد رلههای پشتیبان برای خطاهای نزدیک (close-in) در نظر گرفته شدهاند ۳۱] تا [۳۳

۲۳

بسیاری از مقا?ت از تابع هدف معادله (۳-۲) استفاده نمودهاند. به همین سبب، در این پروژه نیز همین تابع هدف مورد استفاده قرار گرفته است.

-۳-۶-۲ قیود هماهنگی رلههای جریان زیاد جهت دار

همانطور که قب?ً بیان شده است، به منظور هماهنگی دو رله جریان زیاد، یکی به عنوان رله اصلی

(m) و رله دیگر به عنوان رله پشتیبان (b) تعریف میشوند. برای هماهنگی بین دو رله در یک شبکه حلقوی، میبایست به ازای اتصال کوتاه در محل رله اصلی، زمان عملکرد رله پشتیبان به اندازه یک فاصله زمانی مشخص به نام CTI از زمان عملکرد رله اصلی بیشتر باشد. اگر رله اصلی را با m و رله پشتیبان را با b نشان دهیم، آنگاه این قید به صورت زیر قابل بیان میباشد:
(۶-۲)
F ?CTI

F ?tm

tb

برای مثال، در صورتی که رلههای اصلی و پشتیبان دارای مشخصه زمان معکوس نرمال باشند، آنگاه نامعادله (۶-۲) را می توان به صورت زیر بیان نمود:
(۷-۲)
×TSM?m??CTI

۰.۱۴

×TSM?b??

۰.۱۴

۰.۰۲

۰.۰۲

Im, F

Ib , F

I

I

m, pickup

b , pickup

که در آن Ib,F
و Im,F به ترتیب جریانهای رلههای پشتیبان و اصلی برای خطای
F در محل رله

اصلی میباشند.
Ib, pickup و Im, pickup تنظیمات جریان رلههای پشتیبان و اصلی میباشند. TSM b و

TSM m نیز ضریب تنظیم زمان رله های پشتیبان و اصلی میباشند.
برای هماهنگی بهینه رلههای سیستم قدرت، میبایست به ازای هر خطا، زمان عملکرد رلههای پشتیبان به اندازه CTI از زمان عملکرد رله های اصلی بیشتر باشد. بنابراین، میبایست تمام رلههای اصلی و پشتیبان برای شبکه (شعاعی یا حلقوی) بدست آیند و سپس برای هر زوج اصلی/پشتیبان، به ازای همه خطاهای روی دهنده، قید زمان عملکرد برقرار باشد. بنابراین، در ابتدا، قیود هماهنگی همه رلههای اصلی و پشتیبان را تشکیل میدهیم. سپس پارامترهای رله باید بگونهای یافته شود که برای حداقل زمان عملکرد رله های جریان زیاد، تمام قیود برآورده گردند.

-۴-۶-۲ هماهنگی بهینه رلهها

همانطور که در بخشهای ۱-۵-۲ و ۲-۵-۲ ذکر گردید، مسأله هماهنگی بهینه به صورت مسأله بهینهسازی مقید زیر قابل بیان میباشد:

تابع هدف:
همانطور که شرح داده شد، تابع هدف مورد بهینهسازی عبارتست از: min ?Wi ‘Ti k

۲۴

قیود مسأله بهینه سازی:

– قیود هماهنگی

– قیود کرانها بر روی تنظیمات رله و زمانهای عملکرد
ورودیها یا پارامترهای قابل تنظیم این مسأله نیز عبارتند از:
• ضریب تنظیم جریان (PSM) یا بطور معادل IPickup

• ضریب تنظیم زمانی (TSM)
• مشخصه عملکرد رلهها

در ادامه، قیود و پارامترهای مسأله معرفی شدهاند:

– قیود هماهنگی

قبود هماهنگی مجموعه شرطهایی بصورت زیر میباشند:

Tn k ?Ti k ? ?T

که در آن Tn k زمان عملکرد نخستین رله پشتیبان Rn برای رله Ri برای یک خطای مفروض در زون حفاظتی k میباشد. ?T بازه زمانی هماهنگی است و مقدار آن بین ۰,۲ تا ۰,۵ ثانیه میباشد.

در این مطالعه، بازه هماهنگی برابر ۰,۳ ثانیه انتخاب شده است.

– کرانها بر روی تنظیمات رله:

(۸-۲)
TDSi min ?TDSi ?TDSi max
(۹-۲)
Ip i min ? Ip i ? Ipi max
در آن
TDSi و Ipi تنظیمات ضریب زمانی و جریان پیکاپ رله Ri میباشند.

ورودیها یا پارامترهای هماهنگی:

-۱ ضریب تنظیم جریان (PSM) یکی از پارامترهایی است که میبایست در رلههای جریان زیاد جهتدار تنظیم گردد. برای تنظیم این پارامتر، میبایست از Ipickup استفاده نمود. این پارامتر باید بگونهای تنظیم شود که رله برای حداکثر جریان بار عمل نکند ولی برای حداقل جریان اتصال کوتاه عمل کند.

-۲ ضریب تنظیم زمانی (TSM) که مهمترین پارامتر در هماهنگی رله های جریان زیاد میباشد.
این پارامتر باید بگونهای تنظیم شود که برای حداقل مقدار TSM، بازه زمانی کافی بین رلههای اصلی و پشتیبان فراهم شود.

-۳ مشخصه عملکرد رلهها: مشخصه عملکرد رلهها نیز میتواند به عنوان یک پارامتر تعیین کننده بکار گرفته شود.

۲۵

-۵-۶-۲ انتخاب مشخصه

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید