Beregning av avstand til enpolte feil i direktejordet transmisjonsnett
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2625903Utgivelsesdato
2019Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for elkraftteknikk [2443]
Sammendrag
I denne oppgaven er det gjennomført testing av to ensidige og tre tosidige impedansbaserte algoritmerfor beregning av avstand til enpolte feil i direktejordet transmisjonsnett. De to ensidige algoritmene somble vurdert er to ulike varianter av algoritmen Modifisert Takagi, som benyttes av Statnett i deresapplikasjon AutoDig i dag. I tillegg ble tre tosidige algoritmer valgt. De fem algoritmene som ble studertble testet med hensyn på ledningslengde, feilsted, feilmotstand, målenøyaktighet i strøm- ogspenningsmålinger, og med hensyn på unøyaktige verdier av ledningsparameterne. De tosidigealgoritmene ble i tillegg vurdert med hensyn på usynkroniserte målinger.Enpolte feil ble simulert ved å modellere en generisk 420 kV ledning i programmet ATP Draw.Hovedfunnene i denne oppgaven er at AutoDigs nåværende algoritme presterer dårligst bant dealgoritmene som er vurdert. Ved å anta lav feilmotstand, lave omsetningsfeil i måletransformatorer ogpresise ledningsparametere er den observerte presisjonen i overensstemmelse med den presisjonen somer rapportert ved reelle hendelser.Videre ble det observert at de tosidige algoritmene var betydelig mer presise enn de ensidigealgoritmene, og at disse også var mindre påvirket av variasjoner i samtlige av parameterne som blevariert. Det konkluderes med at det med stor sannsynlighet er mulig å oppnå en betydelig økning ipresisjon ved å gå bort fra dagens algoritme til fordel for en av de tosidige algoritmene, men det har ikkevært anledning til å teste ut dette i praksis.I tillegg til dette har det basert på resultater underveis i arbeidet blir foreslått to modifikasjoner av denallerede eksisterende algoritmen Modifisert Takagi. Disse to modifikasjonene innebærer en ensidig ogen tosidig metode for å estimere feilstrømmens vinkel. Begge disse representerer betydeligeforbedringer av AutoDigs algoritme, men resultatene er basert på simuleringer og er ikke verifisert ipraksis.Videre anbefales det å ta i bruk en algoritme for beregning av synkroniseringsvinkelen mellom målingerforetatt i hver ende av ledningen. Denne algoritmen er testet og funnet å være betydelig mer presis enndagens metode benyttet av AutoDig. Dersom AutoDig skal benytte en tosidig algoritme basert påsynkroniserte målinger foreslås det å benytte metoden beskrevet over for synkronisering av målinger ikombinasjon med den valgte algoritmen. In this thesis, testing of two one-end and three two-end impedance based algorithms for computingdistance to single phase faults on transmission lines in solidly earthed networks has been carried out.The two one-end algorithms investigated are two different versions of the algorithm Modified Takagi,which is currently used by Statnett in their application AutoDig. I addition, three two-end algorithmswere chosen. The five selected algorithms were tested with respect to various parameters, such as linelength, fault location, fault resistance, inaccuracy in voltage and current measurements, as well asinaccuracy in line parameter values. The two-end algorithms were also evaluated with respect tounsynchronized measurements.Single phase faults were simulated by creating a model of a generic 420 kV transmission line in thesimulation program ATP Draw.The main findings in the thesis are that AutoDig’s current algorithm is the least accurate one among thealgorithms that were evaluated. By assuming a low fault resistance, low measurement errors and preciseline parameters, the observed precision is consistent with the precision reported in real cases.Furthermore, is was observed that the two-end algorithms performed significantly better than the oneend algorithms. The two-end algorithms were also less influenced by variations in the parameters thatwere investigated. It is concluded that it is very likely that AutoDig will achieve a significant increasein precision by replacing the algorithm that is currently in use in favor of one of the two-end algorithms.However, testing these findings using data from real cases has not been possible.In addition, two modifications to the already existing algorithm Modified Takagi have been proposedbased on results obtained during this work. These modifications involve one one-end and one two-endmethod for estimating the fault current angle. Both modifications represent a significant improvementto AutoDig’s algorithm. These results are, however, based on simulations and have not been verifiedusing data from real cases.Finally, an already existing algorithm for synchronizing measurements is suggested for use by AutoDig.This algorithm is among the selected five algorithms, and tests found this algorithm to be able tocompute the synchronization angle precisely, thus synchronizing measurements with significantlyhigher precision than the method that is currently being used by AutoDig. If AutoDig is to utilize a twoend algorithm requiring synchronized measurements, it is suggested that the synchronizing algorithmmentioned above is used in conjunction with the selected algorithm.