تشخيص وقوع و مكان خطا در سيستم توزيع برق هواپيما

A Novel Fault Location Method for More Electric Aircraft Distribution System

با وجود تمام مزاياي هواپيماهاي با تجهيزات الكتريكي بيشتر (MEA) نسبت به هواپيماهاي متداول، افزايش تقاضاي انرژي الكتريكي و ولتاژ بهره‌برداري در اين نوع هواپيماها، سبب گسترده‌شدن سيستم توزيع برق هواپيما، افزايش كابل‌هاي استفاده‌شده و در نتيجه، افزايش احتمال وقوع خطا شده است. در اين نوع هواپيماها با توجه به محدوديت‌هاي موجود در ساختار و فضاي هواپيما، كابل‌ها بيشتر در مكان‌هاي خارج از ديد و شكاف‌ها قرار دارند. بر اساس اين، در اين مقاله به‌منظور افزايش ايمني هواپيما و كاهش مدت زمان تعميرات در شرايط وقوع خطا، الگوريتم مكان‌يابي خطايي ارائه مي‌شود؛ اين الگوريتم ضمن تعيين وقوع خطا، مكان دقيق آن را به‌‌صورت آنلاين تعيين مي‌كند. براي اين منظور در اين مقاله ابتدا با تحليل موجك جريان خطوط، وقوع خطا و ناحيه خطادار تعيين مي‌شوند. سپس با استفاده از مدار معادل توالي مثبت مدل گستردۀ كابل و همچنين ولتاژ و جريان غير سنكرون در ابتدا و انتهاي ناحيۀ خطادار، مكان دقيق خطا با استفاده از يك الگوريتم دو مرحله‌اي تركيبي از الگوريتم PSO و روش تكراري نيوتون، مستقل از پارامترهاي كابل به دست مي‌آيد. مسئلۀ مدنظر روي سيستم توزيع برق هواپيما با MATLAB/SIMULINK انجام شد و نتايج شبيه‌سازي، درستي عملكرد و دقت زياد روش پيشنهادي را تأييد كرد.

Despite all the advantages that More Electric Aircrafts (MEA) provide to conventional aircrafts, increasing the electric power demand and the operating voltage in these aircraft, has led to expanding the aircraft distribution system, increasing the cable used, and subsequently, increasing the probability of fault. In this type of aircrafts, due to the limitations in the structure and available space on the aircraft, cables are often located outside the sight and aircraft gaps. Therefore, in this paper, in order to increase aircraft safety and reduce the maintenance time, a novel fault location method is proposed, which determines the fault occurrence and exact location of all faults. For this purpose, in this paper, first by using the wavelet analysis of fault currents, the fault occurrence and the zone of fault is determined. Then, using positive sequence of distributed cable model as well as unsynchronized voltage and current of the both terminals of the fault zone, the exact location of fault using a two-step algorithm combining the PSO and the Newton method is obtained. The proposed method is implemented in an aircraft distribution system using MATLAB/SIMULINK, and the simulation results confirm the accuracy and high precision of the proposed method.