مقاله بررسی بهبود حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور مبتنی بر تکنیک بازدارنده شاری به کمک شبکه های عصبی

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 21 صفحه

چکیده :

حفاظت دیفرانسیل یکی از مهمترین حفاظت های یک ترانسفورماتور قدرت می باشد. تاکنون از تکنیک های متفاوتی برای اعمال  حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتورهای قدرت استفاده شده است. از آنجایی که حساسیت حفاظت دیفرانسیل توسط عوامل متعددی تحت تاثیر قرار می گیرد، روشهای مختلفی برای تشخیص هر کدام از این حالت ها ارائه شده اند. مهمترین این عوامل عبارتند از : جریان هجومی، اشباع شدن ترانسفورماتور قدرت ، اشباع CT  ها، عدم تطابق CT  ها، تغییر تپ  و.... در این مقاله برای اولین بار حفاظت دیفرانسیل مبتنی بر روش بازدارنده شاری به کمک شبکه های عصبی بازسازی گردیده و قابلیت‌های این روش در تشخیص شرایط کاری متفاوت ترانسفورماتور بررسی شده است.

1 - مقدمه :

حفاظت دیفرانسیل ، یکی از مهمترین روشهای ترانسفورماتورهای قدرت می باشد. اساس حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور بر مقایسه  جریان های اولیه و ثانویه بر حسب پریونیت است و در صورتی که تفاضل این دو جریان از مقدار از پیش تعیین شده ای بیشتر باشد، حفاظت دیفرانسیل سبب قطع بریکر ورودی  و بی برق شدن  ترانسفورماتور می گردد. از آنجایی که حفاظت دیفرانسیل تحت تاثیر فاکتورهای متفاوتی قرار می گیرد ، تحقیقات بسیاری برای درنظر گرفتن اثر این فاکتورها و بهبود حفاظت دیفرانسیل انجام گردیده است.

در این میان بیشترین تلاشها بر تشخیص و تمایز جریان هجومی ترانسفورماتور از دیگر جریان های عبوری از ترانسفورماتور ( جریانهای خطا و غیر خطا ) متمرکز شده است.

تکنیک های مختلف حفاظت دیفرانسیل  ترانسفورماتورها عمدتا به دو نوع روشهای عمل کننده براساس جریان و روشهای نیازمند به ولتاژ تقسیم بندی می شوند.

   روشهای عمل کننده بر اساس جریان خود به روش های تشخیص بر اساس شکل موج جریان  و حفاظت بازدارنده هارمونیکی [3 و 4] دسته بندی می شود.

  در روش تشخیص بر اساس شکل موج جریان تعیین حالت خطا و تشخیص آن از هجوم مغناطیسی (که از مهمترین وظایف حفاظت دیفرانسیلی است) بر اساس مدت زمان مثبت یا منفی بودن جریان ، انجام می گردد.

در روش حفاظت بازدارنده هارمونیکی ، از ماهیت جریان هجومی که حاوی هارمونیک های جریان است استفاده می شود. به عنوان مثال اگر هارمونیکهای زوج از حد معینی فراتر روند ، این امر بیانگر حالت هجوم مغناطیسی خواهد بود.

روشهای نیازمند به ولتاژ به روشهای بازدارنده شاری[8]، ماتریس اندوکتانس معکوس [7]، بازدارنده ولتاژی [16]، عمل کننده بر اساس مدل ترانسفورماتور [9] و دیفرانسیل توان [16]  تقسیم بندی می گردند.

     استفاده از تکنیک های هوش مصنوعی از اوایل  دهه 90 در حفاظت سیستم های قدرت مطرح شد. در حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتورهای قدرت نیز  تکنیک  شبکه های عصبی مصنوعی [12-16] و  منطق   فازی  [11]  مطرح  گردیده اند. استفاده از تکنیکهای مورد نظر مزایای بسیار زیادی بهمراه خواهد داشت که از جمله آنها می توان به عدم نیازمندی به تنظیم رله و عدم نیاز به عددی که بطور مشخص نسبت هارمونی دوم به هارمونی اول جریان هجومی را نشان دهد (در ترانسفورماتورهای جدید که در آنها از هسته های با تلفات کم استفاده شده است این نسبت کم است)، اشاره نمود.

 یکی از نکات مهمی که در مقاله های ارائه شده مبتنی بر شبکه های عصبی در حفاظت دیفرانسیل تا کنون در نظر گرفته نشده است اثر تغییر تپ ترانسفورماتور می باشد. در این مقاله اثر تغییر تپ مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. نشان داده خواهد شد که در صورت در نظر گرفتن پارامتر فوق در آموزش و تست شبکه عصبی تشخیص حالات خطا و غیر خطای ترانسفورماتور در حضور اثر تغییر تپ ترانسفورماتور مشکل شده و ساختار شبکه عصبی پیچیده تر می شود[1].