الگوریتم مبتنی بر آنتروپی متقاطع برای آشکارسازی خطای امپدانس بالا در شبکه‌های توزیع

جریان خطای کوچک خطاهای امپدانس بالا یکی از چالش‌های مهم حفاظت شبکه‌های توزیع است. عدم توانایی آشکارسازی این نوع خطا توسط رله‌های اضافه جریان مرسوم منجر به تداوم قوس الکتریکی ناشی از آنها می‌شود که نتیجه آن اتلاف انرژی، خطر آتش سوزی و شوک الکتریکی می باشد که تهدیدی برای جان انسان‌ها و تجهیزات شبکه است. در این مقاله یک الگوریتم آشکارسازی خطای امپدانس بالا بر مبنای کمّی ‌سازی ویژگی‌های غیرخطی بودن و نامتقارن بودن شکل موج حاصل از خطا ارائه می‌گردد. به این منظور ابتدا از جریان پست توزیع نمونه‌برداری شده و سپس مولفه تحمیلی خطای سیگنال آنتروپی متقاطع حاصل از مقایسه شکل موج دو نیم سیکل متوالی جریان به عنوان شاخص آشکارسازی خطا محاسبه می‌شود. از سوی دیگر برای غلبه بر چالش تشابه گذراهای ناشی از کلیدزنی تجهیزات و خطا، از زمان تداوم گذرا به عنوان قید شاخص پیشنهادی بهره برده می‌شود. طرح پیشنهادی در حضور بار های غیرخطی به خوبی کار کرده و نیازی به داده های آموزشی، تبدیل و محاسبه مولفه های هارمونیکی و متقارن ندارد. کارآیی الگوریتم پیشنهادی از طریق شبیه سازی حوزه زمانی سیستم تست استاندارد 13 باسه ieee نشان داده می‌شود.

Cross Entropy-Based High-Impedance Fault Detection Algorithm for Distribution Networks

The low fault current of highimpedance faults (HIFs) is one of the main challenges for the protection of distribution networks. The inability of conventional overcurrent relays in detecting these faults results in electric arc continuity that it causes the fire hazard and electric shock and poses a serious threat to human life and network equipment. This paper presents ​an HIF detection algorithm based on quantifying the nonlinear and asymmetry features of HIF waveforms. To this end, first, the substation current is sampled and then, the superimposed component of cross entropy signal calculated by comparing two subsequent half cycles of the current signal is determined as the HIF detection criteria. On the other hand, to overcome the challenge of the similar transient of device switching and HIF, the time duration of transient continuity is considered as the constraint of the proposed algorithm. The proposed scheme satisfactory works in the presence of nonlinear loads and does not need for training dataset, transformations, and calculation of harmonic and symmetrical components. The effectiveness of the proposed HIF detection algorithm is demonstrated using the timedomain simulation of IEEE 13 node test system.