DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.4.09

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМ ЗАХИСТУ ЕЛЕКТРОМЕРЕЖ ВІД ЗАМИКАНЬ НА ОСНОВІ ВЕЙВЛЕТ-ПЕРЕТВОРЕНЬ СТРУМІВ І НАПРУГ НУЛЬОВОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ

V. F. Syvokobylenko, V. A. Lysenko

Анотація


Для електричних мереж напругою 6-35 кВ, що працюють з компенсованою або ізольованою нейтраллю, розроблено селективний захист від замикань фази на землю, який реагує на напрям реактивної потужності, яка визначається за допомогою коефіцієнтів вейвлет-перетворень струму і напруги нульової послідовності, а також їх похідних, введених для забезпечення фазового зсуву на 90 градусів і підвищення чутливості захисту. Коефіцієнти знаходять шляхом згортки дискретних значень струму, напруги та їх похідних із сигналами материнської функції Морле, обчислення яких проводиться за допомогою квадратної матриці, для якої викладено правила її формування. Реактивна потужність визначається на кожному кроці розрахунку як сума добутків вейвлет-коефіцієнтів струму і похідної від напруги, а також напруги і похідної від струму, тобто коефіцієнтів, що мають однаковий порядковий номер. Пуск захисту відбувається за фактом перевищення амплітудою напруги нульової послідовності заданого значення. За допомогою математичної моделі мережі виконано дослідження поведінки захисту за глухих і дугових замикань фази на землю, для різного ступеня компенсації ємнісних струмів, для різних значень напруги в момент замикання. У всіх режимах отримано надійну роботу захисту, чутливість якого в 5-8 разів перевищує чутливість захисту за алгоритмом, заснованим на перетворенні Фур’є.

Ключові слова


електрична мережа; захист від замикань на землю; струм; напруга; нульова послідовність; вейвлет-перетворення; реактивна потужність

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF UKR

Посилання


Ghaderi A., Ginn H.L., Mohammadpour H.A. High impedance fault detection: A review. Electric Power Systems Research, 2017, vol. 143, pp. 376-388. doi: 10.1016/j.epsr.2016.10.021.

Farughian A., Kumpulainen L., Kauhaniemi K. Review of methodologies for earth fault indication and location in compensated and unearthed MV distribution networks. Electric Power Systems Research, 2018, vol. 154, pp. 373-380. doi: 10.1016/j.epsr.2017.09.006.

Gururajapathy S.S., Mokhlis H., Illias H.A. Fault location and detection techniques in power distribution systems with distributed generation: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 74, pp. 949-958. doi: 10.1016/j.rser.2017.03.021.

Raza A., Benrabah A., Alquthami T., Akmal M. A Review of Fault Diagnosing Methods in Power Transmission Systems. Applied Sciences, 2020, vol. 10, no. 4, p. 1312. doi: 10.3390/app10041312.

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: 10.33271/nvngu/2020-1/069.

Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Мultifrequency protecting method against earth-faults of phase in the compensated electric networks. Electrical engineering & electromechanics, 2020, no. 1, pp. 56-60. doi: 10.20998/2074-272X.2020.1.09.

Wang Z., McConnell S., Balog R.S., Johnson J. Arc fault signal detection – Fourier transformation vs. wavelet decomposition techniques using synthesized data. 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 2014, pp. 3239-3244. doi: 10.1109/PVSC.2014.6925625.

Michalik M., Rebizant W., Lukowicz M.R., Lee S.-J., Kang S.-H. High-impedance fault detection in distribution networks with use of wavelet-based algorithm. IEEE Transactions on Power Delivery, 2006, vol. 21, no. 4, pp. 1793-1802. doi: 10.1109/TPWRD.2006.874581.

Elkalashy N.I., Lehtonen M., Darwish H.A., Taalab A.-M.I., Izzularab M.A. DWT-Based Detection and Transient Power Direction-Based Location of High-Impedance Faults Due to Leaning Trees in Unearthed MV Networks. IEEE Transactions on Power Delivery, 2008, vol. 23, no. 1, pp. 94-101. doi: 10.1109/TPWRD.2007.911168.

Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Mathematical modeling of new algorithms for single-phase earth faults protection in a compensated electrical network. Problemele Energeticii Regionale, 2019, no.1-2(41), pp. 1-11. doi: 10.5281/zenodo.3239135.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Ghaderi A., Ginn H.L., Mohammadpour H.A. High impedance fault detection: A review. Electric Power Systems Research, 2017, vol. 143, pp. 376-388. doi: 10.1016/j.epsr.2016.10.021.
  2. Farughian A., Kumpulainen L., Kauhaniemi K. Review of methodologies for earth fault indication and location in compensated and unearthed MV distribution networks. Electric Power Systems Research, 2018, vol. 154, pp. 373-380. doi: 10.1016/j.epsr.2017.09.006.
  3. Gururajapathy S.S., Mokhlis H., Illias H.A. Fault location and detection techniques in power distribution systems with distributed generation: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 74, pp. 949-958. doi: 10.1016/j.rser.2017.03.021.
  4. Raza A., Benrabah A., Alquthami T., Akmal M. A Review of Fault Diagnosing Methods in Power Transmission Systems. Applied Sciences, 2020, vol. 10, no. 4, p. 1312. doi: 10.3390/app10041312.
  5. 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: 10.33271/nvngu/2020-1/069.
  6. Сивокобиленко В.Ф., Лисенко В.А. Мультичастотний метод захисту від замикань фази на землю в компенсованих електричних мережах. Електротехніка і електромеханіка, 2020, № 1, С. 56-60. doi: 10.20998/2074-272X.2020.1.09.
  7. Wang Z., McConnell S., Balog R.S., Johnson J. Arc fault signal detection – Fourier transformation vs. wavelet decomposition techniques using synthesized data. 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 2014, pp. 3239-3244, doi: 10.1109/PVSC.2014.6925625.
  8. Michalik M., Rebizant W., Lukowicz M.R., Lee S.-J., Kang S.-H. High-impedance fault detection in distribution networks with use of wavelet-based algorithm. IEEE Transactions on Power Delivery, 2006, vol. 21, no. 4, pp. 1793-1802. doi: 10.1109/TPWRD.2006.874581.
  9. Elkalashy N.I., Lehtonen M., Darwish H.A., Taalab A.-M.I., Izzularab M.A. DWT-Based Detection and Transient Power Direction-Based Location of High-Impedance Faults Due to Leaning Trees in Unearthed MV Networks. IEEE Transactions on Power Delivery, 2008, vol. 23, no. 1, pp. 94-101. doi: 10.1109/TPWRD.2007.911168.
  10. Syvokobylenko V.F., Lysenko V.A. Mathematical modeling of new algorithms for single-phase earth faults protection in a compensated electrical network. Problemele Energeticii Regionale, 2019, no.1-2(41), pp. 1-11. doi: 10.5281/zenodo.3239135.




Copyright (c) 2020 V. F. Syvokobylenko, V. A. Lysenko


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)