Design of an Algorithm for Faults Location on 22 kV Distribution System
โดย เสกสิทธิ์ เข็มทอง
ปี 2554
บทคัดย่อ (Abstract)
วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการออกแบบอัลกอรึธึม สำหรับค้นหาตำแหน่งความผิดพร่องในระบบจำหน่ายไฟฟ้า ในการป้องกันสายส่งแรงสูงในระบบจำหน่ายไฟฟ้าใช้รีเลย์กระแสเกินเป็นตัวป้องกันเท่านั้น แต่ยังไม่มีการนำรีเลย์ระยะทางมาใช้เนื่องจากมีราคาแพงอีกทั้งระบบจำหน่ายไฟฟ้ามีการขยายวงจรการจ่ายไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น ทำให้ต้องปรับตั้งค่ารีเลย์ระยะทางตามการขยายวงจรการจ่ายไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น
การออกแบบอัลกอรึธึมได้จำลองระบบไฟฟ้าโดยใช้โปรแกรม ATP-EMTP กำหนดให้มีค่าแรงดันไฟฟ้าขนาด 22 เควี ความถี่ไฟฟ้าขนาด 50 เฮิรตซ์ หม้อแปลงไฟฟ้าขนาด 50 เมกกะวีเอ สายไฟฟ้าในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแทนด้วยพารามิเตอร์ตัวต้านทาน และตัวเหนี่ยวนำโดยไม่คำนึงถึงตัวเก็บประจุ สายจำหน่ายไฟฟ้าหลักยาว 40 กิโลเมตร และสายจำหน่ายไฟฟ้ากิ่งย่อยจำนวน 10 วงจร การจำลองระบบจำหน่ายไฟฟ้าสามารถทดสอบตำแหน่งการเกิดความผิดพร่องได้ 100 จุด และขณะเกิดความผิดพร่องขึ้นในระบบจำหน่ายไฟฟ้าจะวัดรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเพื่อนำมาวิเคราะห์หาตำแหน่งและชนิดของความผิดพร่องโดยอาศัยความสัมพันธ์ของอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าต่อกระแสไฟฟ้า
ผลการทดสอบประสิทธิภาพของอัลกอริธึม เพื่อค้นหาตำแหน่งความผิดพร่องทดสอบโดยการสุ่มตำแหน่งความผิดพร่อง และสุ่มค่าความต้านทานผิดพร่องจำนวน 300 ครั้ง พบว่าค่าความผิดพลาดสูงสุด เป็นความผิดพร่องชนิดเฟสลงดิน มีค่าเท่ากับร้อยละ 4.9987 รองลงมาเป็นความผิดพร่องระหว่างเฟสกับเฟส มีค่าเท่ากับร้อยละ 2.8345 และต่ำสุดเป็นความผิดพร่องสามเฟสมีค่าเท่ากับร้อยละ 2.8344 และยืนยันผลการทดสอบภาคสนาม โดยใช้ระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคสำหรับทดสอบ เกิดความผิดพลาดในการคำนวณหาตำแหน่งความผิดพร่องสูงสุดไม่เกิดร้อยละ 5 ดังนั้นอัลกอริธึมสามารถช่วยลดเวลาค้นหาตำแหน่งความผิดพร่องในระบบจำหน่ายไฟฟ้าได้
This thesis presents the design of an algorithm for fault locations on the power distribution system due to the over current relay that usually as the protection device. In general, distance relay is not used in distribution system because of its high cost and complexity. Therefore, this thesis propose to the calibration of the impedance value of distance relay based on the extended electrical circuits.
The proposed algorithm is simulated by using ATP-EMTP program with 22 kV, 50 Hz electrical system and 50 MVA transformer. The distribution system is modeled by using resistor and inductor as the system parameters, and ignores the capacitor effect. The 40 km main distribution line and 10 branch circuits of distribution line are simulated for 100 testing points of fault location. Moreover, when the fault occurred in the distribution system, the voltage waveform and current duplication are gained to analyze the fault location and fault type with the relation of proportion of voltage per current.
It is found that in terms of efficiency test of algorithm of fault location by randomly testing both fault location and fault resistor for 300 times. The maximum error value of three types of fault. Normally, the phase to ground type, phase to phase, and three-phase, are 4.9987%, 2.8345%, 2.8344%, respectively. The field test confirm the distribution system of Provincial Electricity Authority that the error of searching for the fault location is less than 5%. Therefore, the algorithm is able to reduce the time of searching for fault location in the electrical distribution system.
Download : การออกแบบอัลกอรึธึม สำหรับค้นหาตำแหน่งความผิดพร่องระบบจำหน่าย 22 เควี