يك طرح حفاظتي خيلي سريع مبتني بر امواج اوليه سيار جريان براي خطوط انتقال با استفاده از ريخت‌شناسي رياضي

A High-Speed Protection Scheme for Transmission Lines using Mathematical Morphology

در اين مقاله، يك روش حفاطتي خيلي سريع براي خطوط انتقال با استفاده از تكنيك ريخت‌شناسي رياضي (MM) ارائه شده است. روش پيشنهادي با استفاده از مقايسه پلاريته و زمان رسيدن امواج اوليه سيار جريان در هر دو طرف خط انتقال قادر است به‌راحتي جهت خطا، خطا در داخل و خارج خط انتقال را تشخيص دهد. براي پردازش سيگنال و استخراج مولفه‌هاي گذرا، يك فيلتر ريخت‌شناسي رياضي (MMF) جديد به‌گونه‌اي طراحي شده است كه قادر است با دقت و سرعت بالا پلاريته امواج سيار را در تمامي شرايط تشخيص دهد. براي ارزيابي عملكرد روش پيشنهادي، شبيه‌سازي‌هاي وسيعي با نرم‌افزار EMTP و MATLAB انجام شده است. نتايج حاصل از شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه روش پيشنهادي قادر است با قابليت اطمينان، سرعت و دقت بالا انواع خطا در داخل و خارج از خط انتقال و جهت آن‌ها را تشخيص دهد و عملكرد آن مستقل از امپدانس خطا، زاويه شروع خطا، نوع خطا و مكان خطا است.

In this paper, a novel high-speed protection scheme, for transmission lines based on initial current traveling waves and employing mathematical morphology (MM) is presented. This scheme, by comparing polarity and arrival time of initial current traveling wave from two terminals of the protected line, can discriminate the fault direction and internal faults from external faults rapidly. A new MM filter to extract transient components from fault-induced transient signals is designed. This MM filter can fast and accurately detect the arrival time and polarity of traveling waves in all conditions. Extensive simulation studies using EMTP and MATLAB are performed to evaluate the validity and reliability of the proposed scheme. The simulation results show that the proposed protection scheme can fast and reliably discriminate the fault direction and the internal faults from external faults in the most of conditions, especially in high impedance fault and low inception angle fault situation. The protection performance is immune to fault resistances, fault inception angles, fault types and fault location.