AFD tabanlı sayısal koruma algoritması ile alan kaybına karşı koruma

Abstract

Güç sisteminin kesintisiz, kararlı ve güvenilir işletme durumlarına ve sinüsodial dalga şekline sahip sabit gerilime ihtiyaç duyduğu bilinmektedir. Güç sisteminde arazalı bir durum olduğunda, bu koşulların sağlanabilmesi için koruma prensipleri daha da önemli olmaktadır. System korumasında senkron generatörlerin korumasının da bir önemi vardır. Bundan dolayı tüm büyük güçlü generatörlerin alan kaybı korumasını içeren gerekli koruma düzenleriyle donatılması gereklidir. Generatörün uyarma sisteminde meydana gelen uyarma alanı kaybından sonra, makina asenkron generator olarak çalışmaya başlar ve gerekli mıknatıslanma akımı güç sisteminden çekilir. Uyarma alanı kaybım algılamak için off-set mho tipli empedans röleleri kullanılır. Bu teknikte makina uçlarından görünen empedans izlenir. Normal işletme koşulları altmda bu empedans R-X düzleminde birinci bölgede kalmaktadır. Ancak uyarma alam kaybı durumunu takiben empedans yer eğrisi birinci bölgeden dördüncü bölgeye doğru hareket etmeye başlar. Koruma algoritması gerçek bir uyarma alam kaybım algılayacak ve güç sistemi salınımlarında çalışmayacak şekilde tasarlanmıştır. AFD tabanlı bu teknik generatör uçlarından görünen empedansı hesaplamak için akım ve gerilim işaretlerinin temel harmonik bileşen fazörlerini ölçer. Bu çalışmada, empedans tabanlı tekniğin geliştirilmesini takiben PSCAD/EMTDC programı kullanılarak kapsamlı bilgisayar simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu program, uyarma alam kaybı durumlarım temsilen bir güç sistemi modelini analiz etmek için kullanılır. Böylece uyarma alam kaybı durummlarmı temsil eden sadece A fazına ait akım ve gerilim işaretleri üretilmiştir. Bu işaretler uyarma alam kaybı jölesinin performansım analiz etmek için empedans rölesinin giriş işaretleri olarak kullanılmıştır. Bilgisayar simülasyon çalışmaları empedans röle alagoritmasının uyarma alam kaybınım etkin olarak algıladığım, fakat kısmi uyarma alam kayıplarında düzgün olarak çalışmadığım göstermektedir.

It is well known power system is required a stable and reliable operating condition with no outages and constant voltages with sinusoidal waveform. When there is a faulty situation in the power system, the protective relaying principles become more important so that these conditions are satisfied. Protection of synchronous generators has an importance in the system protection area. Therefore all large generators should be equipped with a required protection system including loss of field protection. After loss of field condition occurs in the excitation system of generator, the machine start to operate as an induction generator and necessary magnetizing current are drawn from power system. To detect loss of field condition, off-set mho type impedance relay are used. In this technique, the impedance seen by generator terminals is monitored. Under normal operating condition this impedance stay with in the first region of R-X plane. However, following loss of field condition the impedance trajectory starts to move from the first region to fourth region. This is used to detect the loss of field condition. The protection algorithm is designed such that it detects the actual loss of field condition and not to operate for power system swing condition. This technique based on DFT measure the fundamental component of voltage and current signal to estimate the impedance seen at the machine terminal. In this study, following the improving of the impedance type technique, an extensive computer simulation studies have done using PSCAD/EMTDC simulation program. This program is used to analyse a model of power system following loss of field conditions. Only A phase voltage and currents signals representing loss of field condition are produced. These signals are used as inputs for impedance type relay algorithm for the analysis of loss of field relay performance. Computer simulation studies have shown that the impedance type relay effectively detects the loss of field conditions, but does not work properly following partial loss of field conditions.