مکان‌یابی خطا به کمک رله‌ی دیستانس بر مبنای محاسبه‌ی پارامترهای مدار معادل شبکه از دید پایانه‌های خط انتقال در شرایط تغییر ساختار شبکه

وقوع خطا در شبکه‌ی انتقال قدرت به سبب گستردگی این شبکه و عبور خطوط انتقال از مناطق با شرایط آب و هوایی و محیطی مختلف، اجتناب‌ناپذیر می‌باشد و یکی از مهمترین چالش‌های پیش‌روی بهره‌برداران این شبکه‌ها، تعیین سریع و دقیق مکان وقوع خطا، به منظور تسریع در انجام عملیات بازیابی و رفع عیب می‌باشد. روش‌های مختلفی برای تعیین مکان وقوع خطا در خطوط انتقال وجود دارد. یکی از این روش‌های مرسوم، استفاده از رله‌ی دیستانس و آنالیز امپدانس دیده شده توسط آن می‌باشد، اما عوامل متعددی سبب کاهش دقت رله‌ی دیستانس در تعیین مکان صحیح خطا می‌شوند. مهمترین این عوامل وجود مقاومت خطا، تغییر آرایش شبکه و تزریق جریان از پایانه‌ی دیگر خط به محل خطا، می‌باشند. در این تحقیق برای حذف اثر سوء عوامل مذکور، یک روش جدید مکان‌یابی خطای تک فاز به زمین، برای خطوط دو پایانه‌ای مجهز به سیستم ارتباطی، معرفی شده است. در این روش ابتدا یک مدار معادل مناسب برای شبکه‌ی دربرگیرنده‌ی خط انتقال مورد مطالعه پیشنهاد شده و پس از محاسبه‌ی پارامترهای این مدار معادل، مکان‌یابی خطا توسط رله انجام می‌شود. فرآیند تخمین امپدانس‌های مدار معادل، مبتنی بر تخمین آنلاین امپدانس‌های تونن شبکه از دید پایانه‌های خط انتقال در شرایط قبل از وقوع خطا و پس از رفع خطا می‌باشد. همچنین در صورت نیاز از داده‌های آفلاین ذخیره شده در حافظه رله (شامل امپدانس‌های مدار معادل پیشنهادی برای آرایش‌های مختلف  شبکه با رعایت معیار n-1) نیز استفاده می‌شود. این روش قادر است بلافاصله پس از رخداد خطا به کمک اطلاعات محلی و اطلاعات دریافت شده از پایانه‌ی دور خط انتقال، مکان خطا و مقاومت خطا را با سرعت و دقت بسیار بالا محاسبه کند. الگوریتم یاد شده بر روی شبکه 39 باسه استاندارد ieee آزمایش شده است و نتایج شبیه‌سازی، به خوبی کارایی آن را در تعیین مکان خطا و محاسبه‌ی مقاومت خطا، نشان می‌دهد. 

fault location with distance relay via network equivalent circuit parameters calculation from the viewpoint of transmission line terminals, with consideration network structural changes

the occurrence of faults in the power transmission network is inevitable due to the extensive nature of this network and the passage of transmission lines through areas with different weather and environmental conditions. one of the most important challenges faced by operators of these networks is to quickly and accurately determine the location of the fault occurrence in transmission lines, in order to expedite restoration operations and fault clearance. various methods exist for locating faults on transmission lines. one common approach involves using distance relays and analyzing the impedance observed by these relays. however, several factors contribute to reduced fault locating accuracy by distance relays. the most significant of these factors include fault resistance, changes in network topology, and current injection from the remote end of the line to the fault location. in this research, a new fault location method based on estimating the network’s equivalent circuit has been introduced for single-phase-to-ground faults in two-terminal lines equipped with a communication system. the process of estimating the equivalent circuit impedances relies on online estimation of thevenin impedances from the perspective of transmission line terminals, both before and after the fault occurrence. additionally, if needed, offline data stored in the relay memory (including proposed equivalent circuit impedances for different network configurations, considering the n-1 criterion) is utilized. this method can promptly calculate fault location and fault resistance with high speed and accuracy, using local information and data received from the remote end of the transmission line. the proposed algorithm has been tested on the ieee 39-bus standard network, and simulation results demonstrate its effectiveness in fault location and fault resistance calculation.