حفاظت ديفرانسيل در متلب

در ادامه آموزش های سایت همیارپروژه برنامه نویسی متلب ارائه خواهد شد .آموزشها از مقدماتی تا پیشرفته ادامه دارد و ما به شما کدنویسی در نرم افزار متلب را رایگان یاد خواهیم داد. با ما همراه باشید.

حفاظت ديفرانسيل در متلب

حفاظت ديفرانسيل ، يكي از مهمترين روشهاي ترانسفورماتورهاي قدرت در متلب مي باشد.

اساس حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتور بر مقايسه  جريان هاي اوليه و ثانويه بر حسب پريونيت است و در صورتي كه تفاضل اين دو جريان از مقدار از پيش تعيين شده اي بيشتر باشد، حفاظت ديفرانسيل سبب قطع بريكر ورودي  و بي برق شدن  ترانسفورماتور مي گردد.

از آنجايي كه حفاظت ديفرانسيل تحت تاثير فاكتورهاي متفاوتي قرار مي گيرد ، تحقيقات بسياري براي درنظر گرفتن اثر اين فاكتورها و بهبود حفاظت ديفرانسيل انجام گرديده است.در اين ميان بيشترين تلاشها بر تشخيص و تمايز جريان هجومي ترانسفورماتور از ديگر جريان هاي عبوري از ترانسفورماتور ( جريانهاي خطا و غير خطا ) متمركز شده است.

تكنيك هاي مختلف حفاظت ديفرانسيل  ترانسفورماتورها در متلب

تكنيك هاي مختلف حفاظت ديفرانسيل  ترانسفورماتورها عمدتا به دو نوع روشهاي عمل كننده براساس جريان و روشهاي نيازمند به ولتاژ تقسيم بندي مي شوند.

روشهاي عمل كننده بر اساس جريان در متلب

روشهاي عمل كننده بر اساس جريان خود به روش هاي تشخيص بر اساس شكل موج جريان  و حفاظت بازدارنده هارمونيكي دسته بندي مي شود.در روش تشخيص بر اساس شكل موج جريان تعيين حالت خطا و تشخيص آن از هجوم مغناطيسي (كه از مهمترين وظايف حفاظت ديفرانسيلي است) بر اساس مدت زمان مثبت يا منفي بودن جريان ، انجام مي گردد.

روش حفاظت بازدارنده هارمونيكي در متلب

در روش حفاظت بازدارنده هارمونيكي ، از ماهيت جريان هجومي كه حاوي هارمونيك هاي جريان است استفاده مي شود. به عنوان مثال اگر هارمونيكهاي زوج از حد معيني فراتر روند ، اين امر بيانگر حالت هجوم مغناطيسي خواهد بود. روشهاي نيازمند به ولتاژ به روشهاي بازدارنده شاري، ماتريس اندوكتانس معكوس، بازدارنده ولتاژي ، عمل كننده بر اساس مدل ترانسفورماتور و ديفرانسيل توان  تقسيم بندي مي گردند.

هوش مصنوعي در حفاظت سيستم هاي قدرت در نرم افزار متلب

استفاده از تكنيك هاي هوش مصنوعي از اوايل  دهه ۹۰ در حفاظت سيستم هاي قدرت مطرح شد. در حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتورهاي قدرت نيز  تكنيك  شبكه هاي عصبي مصنوعي و  منطق   فازي  مطرح  گرديده اند. استفاده از تكنيكهاي مورد نظر مزاياي بسيار زيادي بهمراه خواهد داشت كه از جمله آنها مي توان به عدم نيازمندي به تنظيم رله و عدم نياز به عددي كه بطور مشخص نسبت هارموني دوم به هارموني اول جريان هجومي را نشان دهد (در ترانسفورماتورهاي جديد كه در آنها از هسته هاي با تلفات كم استفاده شده است اين نسبت كم است)، اشاره نمود. يكي از نكات مهمي كه ارائه شده مبتني بر شبكه هاي عصبي در حفاظت ديفرانسيل تا كنون در نظر گرفته نشده است اثر تغيير تپ ترانسفورماتور مي باشد. در اينجا اثر تغيير تپ مورد بررسي دقيق قرار گرفته است. نشان داده خواهد شد كه در صورت در نظر گرفتن پارامتر فوق در آموزش و تست شبكه عصبي تشخيص حالات خطا و غير خطاي ترانسفورماتور در حضور اثر تغيير تپ ترانسفورماتور مشكل شده و ساختار شبكه عصبي پيچيده تر مي شود

الگوريتم مورد استفاده براي حفاظت ترانسفورماتورهاي قدرت در متلب

تمام الگوريتم هاي مورد استفاده براي حفاظت ترانسفورماتورهاي قدرت از اصول حفاظت ديفرانسيل درصدي استفاده مي نمايند. تفاوت بين تمام الگوريتم‌ها در توانايي آنها در برخورد با حالات وقوع جريان هجومي ترانسفورماتور است. الگوريتم‌هاي مبتني بر روش بازدارنده هارمونيكي تنها از اندازه جريان به عنوان ورودي استفاده مي نمايند. در روشهاي مبتني بر ولتاژ علاوه بر نمونه هاي جريان، نمونه هاي ولتاژ ترمينال ترانسفورماتور نيز به عنوان ورودي الگوريتم مورد استفاده قرار مي گيرند. در اينجا براي اولين بار به كمك شبكه هاي عصبي و با تكنيك روش بازدارنده شاري يك حفاظت ديفرانسل براي ترانسفورماتورهاي قدرت ارائه شده است كه قادر به پاسخ گويي به تمام حالات كاري ترانسفورماتور قدرت (حتي بروز دو خطاي همزمان) مي باشد.

روش بازدارنده شاري

واضح است كه اگر بتوان شار داخل ترانسفورماتور را بدرستي تخمين زد، قادر خواهيم بود از اندازه شار داخل ترانسفورماتور براي تشخيص حالات كاري متفاوت ترانسفورماتور مانند وقوع جريان هجومي، اشباع ترانسفورماتور و بروز خطاهاي داخلي و خارجي استفاده نمود.

چنانچه ولتاژ ترمينال يك سيم پيچي ترانسفورماتور v(t) وi(t) جريان ورودي به سيم پيچ و Λ(t) شار متقابل در برگيرنده ترانسفورماتور باشد. آنگاه داريم :

كه   L  اندوكتانس در برگيرنده سيم پيچ است. با انتگرال گرفتن از رابطه (۱) بين زمانهاي t1 و t2 خواهيم داشت:

با اعمال قاعده ذوزنقه اي به رابطه (۲) داريم :

چنانچه ولتاژ و جريان بطور جداگانه در لحظه Δt نمونه برداري شوند، بين نمونه هاي بدست آمده در لحظات (k) و (k-1) رابطه ذيل برقرار خواهد بود:

رابطه (۴) بيانگر مراحل و نحوه محاسبه شار در برگيرنده يك ترانسفورماتور با استفاده از مقادير اندازه‌گيري شده ولتاژ و جريان ترمينال هاي ترانسفورماتور  در  لحظات حال  و   گذشته  مي‌باشد. در حالت كار نرمال ترانسفورماتور، جريان ديفرانسيل را مي توان تقريبا با جريان مغناطيس كنندگي ترانسفورماتور مساوي در نظر گرفت. با اين فرض كه شار محاسبه شده با رابطه (۴) بيانگر شار واقعي داخل ترانسفورماتور باشد، نمونه هاي جريان ديفرانسيل و شار در برگيرنده در لحظات k ، نقطه (ik,Λk) بر روي منحني مغناطيس كنندگي مدار باز ترانسفورماتور قرار مي گيرد. بنابراين از  نكته فوق مي‌توان براي طراحي يك حفاظت ديفرانسيل درصدي ترانسفورماتور قدرت استفاده نمود.
اساس روش به اينصورت خواهد بود كه در هر لحظه مكان نقطه (ik,Λk) نسبت به منحني مدار باز ترانسفورماتور قدرت كنترل مي گردد. در صورتي كه حفاظت ديفرانسيل درصدي ، شرايط خطا را تشخيص دهد فرمان تريپ تنها وقتي صادر خواهد شد كه نقطه (ik,Λk) بر روي منحني مغناطيس كنندگي ترانسفورماتور قرار نداشته باشد. در غير اينصورت فرمان تريپ بلاك خواهد گرديد.

شكل -۱ نشان دهنده مشخصه مغناطيس كنندگي مدار باز ترانسفورماتور  و رابطه نقطه (ik,Λk)  در صورت بروز خطاهاي داخلي ترانسفورماتور و در حالت عدم وجود خطا مي باشد. در حالت بروز يك خطا ولتاژ ترمينال ترانسفورماتور ( و در نتيجه Λk ) بسيار كمتر از حالت آن در شرايط وقوع پديده جريان هجومي مي باشد. با توجه به شكل ۱ مشخص مي شود كه نواحي نشان داده شده در حالت بروز خطا و حالت عدم وجود خطا در صفحه (I-Λ) كاملا از يكدگر جدا و مشخص هستند. در شكل ض-۴ مشخصه شار داخل ترانسفورماتور براي شرايط كاري مختلف خطا و غير خطا نشان داده شده است. با توجه به نكات فوق مي توان از روش بازدارنده شاري براي تكميل حفاظت ديفرانسيل درصدي ترانسفورماتور هاي قدرت به عنوان يك روش مطمئن استفاده نمود

در اینجا آشنایی با محیط متلب بخش صد و بیست و چهارم به پایان رسیده است و در آموزش های بعدی به مباحث دیگر آموزش متلب می پردازیم. همچنین از شما مخاطبین عزیز سایت همیارپروژه دعوت می کنم که برای انجام پروژه متلب خود آموزش های ما را دنبال نمایید.

نویسنده: زهرا رستمی

جهت سفارش پروژه به لینک زیر مراجعه نمایید :

سفارش پروژه

همچنین می توانید برای ارتباط سریعتر با شماره و آیدی تلگرام زیر تماس حاصل کنید :
۰۹۱۲۹۵۴۰۱۲۲ – آیدی تلگرام : @fnalk

از طریق کلیک برروی آیکن های زیر میتوانید پروژه خود را در تلگرام و یا واتساپ برای ما ارسال کنید:

ثبت سفارش در واتس آپ ثبت سفارش در تلگرام