Εντοπισμός Θέσης Σφάλματος σε Γραμμές Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας χωρίς Θεώρηση των Παραμέτρων τους μέσω Συγχρονισμένων Μετρήσεων Φασιθετών

Abstract

Σήμερα έχει δημιουργηθεί η ανάγκη για φθηνή και καλής ποιότητας ηλεκτρική ενέργεια. Δύο άρρηκτα συνδεδεμένες έννοιες με αυτά τα χαρακτηριστικά είναι οι έννοιες της προστασίας και της ανίχνευσης σφαλμάτων του ηλεκτρικού συστήματος. Δύο έννοιες διαφορετικές αλλά με συμπληρωματικό ρόλο. Όταν συμβαίνει ένα βραχυκύκλωμα σε μία γραμμή μεταφοράς του δικτύου, τα αρμόδια μέσα προστασίας του δικτύου φροντίζουν ώστε το σφάλμα αυτό να απομονωθεί τάχιστα και να μην επιφέρει ζημιές στον υπόλοιπο εξοπλισμό. Αφού απομονωθεί και αποσβεστεί το σφάλμα, αυτό το τμήμα του δικτύου θα πρέπει να επανασυνδεθεί στο δίκτυο. Όμως, πριν γίνει η διασύνδεση θα πρέπει οι χειριστές να είναι σίγουροι ότι στο σημείο που έγινε το βραχυκύκλωμα δεν έχει προκληθεί κάποια ζημιά, διότι αν γίνει διασύνδεση έχοντας προκληθεί ζημιά, τότε το δίκτυο θα είναι επιρρεπές και σε άλλα βραχυκυκλώματα. Αυτός ακριβώς είναι ο ρόλος της ανίχνευσης σφαλμάτων. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες τεχνικές για την ακριβή εκτίμηση του σημείου όπου συνέβη ένα βραχυκύκλωμα, καθώς αυτό είναι πολύ δύσκολο να εντοπιστεί εποπτικά για μία γραμμή μεταφοράς εκτεινόμενη σε μερικά εκατοντάδες χιλιόμετρα. Στην παρούσα εργασία έγινε μία διερεύνηση των μεθόδων ανίχνευσης σφαλμάτων, βασιζόμενων σε συγχρονισμένες μετρήσεις τάσεως και ρεύματος που λαμβάνονται από μονάδες μέτρησης φασιθετών (PMUs) στα δύο άκρα της γραμμής μεταφοράς με θεώρηση ως αγνώστων των παραμέτρων της γραμμής. Η μελέτη διαρθρώθηκε σε δύο άξονες, στο μοντέλο αναπαράστασης γραμμής μεταφοράς μικρού μήκους και στο μοντέλο αναπαράστασης γραμμής μεταφοράς μεσαίου μήκους. Αρχικά, γίνεται αναλυτική μελέτη για όλα τα είδη βραχυκυκλωμάτων με μοντέλο γραμμής μικρού μήκους και αποδεικνύονται θεωρητικά διάφορες προσεγγίσεις ανίχνευσης της θέσης του σφάλματος. Έπειτα, γίνεται η ίδια ακριβώς αναλυτική θεωρητική μελέτη για το μοντέλο γραμμής μεσαίου μήκους και αποδεικνύονται αντίστοιχες προσεγγίσεις εκτιμήσεων της θέσης του σφάλματος. Εν συνεχεία, παρουσιάζονται προσομοιώσεις που έγιναν με το πρόγραμμα Mathcad για την αξιολόγηση των μεθόδων αυτών που αποδείχθηκαν θεωρητικά καθώς και μερικών επιπλέον μεθόδων που προτείνονται στη βιβλιογραφία. Τέλος, αναφέρονται τα συμπεράσματα τα οποία εξήχθησαν από την αξιολόγηση που υλοποιήθηκε για τις μεθόδους.