ارائه يك روش مبتني بر مدل براي بهبود عملكرد حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتورهاي قدرت

A Model-Based Approach for Improving Power Transformer Differential Protection

در اين مقاله يك الگوريتم جديد با استفاده از فيلتر كالمن براي بهبود قابليت اطمينان حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتورهاي قدرت پيشنهاد شده است. جريان هجومي سه‌فاز با استفاده از فيلتر كالمن تعميم‌يافته تخمين زده شده است. سه سيگنال باقيمانده كه تفاضل بين جريان‌هاي سه‌فاز اندازه‌گيري شده (با استفاده از ترانسفورماتورهاي جريان) و جريان‌هاي سه‌فاز تخمين زده شده (با استفاده از فيلتر تطبيقي) هستند، به عنوان معياري براي تشخيص شرايط راه‌اندازي از شرايط خطا در نظر گرفته شده‌اند. در حالت راه‌اندازي عادي ترانسفورماتور، با توجه به اين كه جريان‌ها با دقت بالايي توسط فيلتر تطبيقي تخمين زده مي‌شوند، اين سيگنال‌ها نزديك به صفر هستند. در شرايط خطا، با افزايش و عبور سيگنال‌هاي باقيمانده از مقدار آستانه، حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتور را از مدار خارج مي‌كند. روش پيشنهادي به كمك نرم‌افزارهاي MATLAB و PSCAD مورد ارزيابي قرار گرفته و كارايي آن در شرايط كاري مختلف به اثبات رسيده است.

In this paper, a new algorithm based on Kalman Filter (KF) is proposed for improving the reliability of power transformer differential protection. The three-phase currents of the transformer at the energization side are first estimated by KF. Three residual signals which are the differences between the measured (by current transformers) and estimated (by KF) are defined and considered as the decision criteria to discriminate the fault and inrush conditions. During the transformer energization, the residual signals are almost zero. However, in fault conditions, the residual signals exceed a determined threshold value and a trip command will be subsequently issued. The performance of the proposed method is verified using simulations in MATLAB and PSCAD software.