Lociranje zemeljskostičnih okvar v srednjenapetostnem omrežju s kompenzirano nevtralno točko z uporabo sinhrofazorskih meritev in podatkov o topologiji omrežjaVardić, Anja (Avtor) Ažbe, Valentin (Mentor) Curk, Jurij (Komentor) PMUenofazni zemeljski stikPetersenova dušilkalokalizacijadetekcijaOpenDSSZemeljski stiki predstavljajo približno 70 % okvar v elektroenergetskih omrežjih, zato sta njihova zanesljiva zaznava in pravočasna odprava pomembni za varno in zanesljivo obratovanje sistema ter preprečevanje poškodb opreme. Pri enofaznem zemeljskem stiku v resonančno ozemljenem omrežju Petersenova dušilka, ki je priključena na nevtralno točko transformatorja, s svojim induktivnim tokom kompenzira kapacitivni zemeljskostični tok omrežja. Posledično se tok na mestu okvare zmanjša, s čimer se omejijo njene posledice, hkrati pa postane zaznava s klasičnimi zaščitnimi metodami zahtevnejša. V okviru magistrskega dela sta zato detekcija in lokalizacija obravnavani v času, ko omrežje obratuje z vključeno Petersenovo dušilko. V obravnavanem omrežju je zato Petersenova dušilka uporabljena v kombinaciji z nizkoohmskim uporom. Dušilka med zemeljskim stikom omejuje okvarni tok, ob trajni okvari pa se vzporedno vključi upor, ki poveča njegovo delovno komponento in s tem omogoči zanesljivejšo zaznavo okvarjenega izvoda ter njegovo selektivno izključitev. Takšna izvedba hkrati omogoča uporabo obstoječega sistema zaščite, saj bi prehod na izključno resonančno ozemljitev zahteval obsežnejšo prilagoditev zaščitnih funkcij. Obstoječa zaščita tako omogoča zaznavo in izklop okvarjenega izvoda, ne zagotavlja pa natančne določitve mesta okvare vzdolž voda. Dodatno omejitev predstavlja spreminjanje konfiguracije omrežja. S spremembo stikalnih stanj se spremeni skupna dozemna kapacitivnost in s tem stopnja kompenzacije. Temu je treba prilagoditi nastavitev Petersenove dušilke, spremenjene razmere pa lahko vplivajo tudi na delovanje zaščite. To predstavlja izhodišče za razvoj metode, ki bi poleg merjenih električnih veličin upoštevala tudi trenutno topologijo omrežja. Uporaba časovno sinhroniziranih fazorskih meritev WAMS bi lahko v tem okviru predstavljala dodaten analitični sloj obstoječemu zaščitnemu sistemu ter omogočila natančnejšo detekcijo, določanje smeri in lokalizacijo zemeljskega stika. Cilj takšnega pristopa ni nadomestiti obstoječe zaščite, temveč izboljšati informacijo o mestu okvare in s tem podpreti njeno hitrejšo ter selektivnejšo izolacijo. Zaradi omejenih možnosti poseganja v obratovanje realnega omrežja in potrebe po preverjanju algoritma pri večjem številu scenarijev je bilo treba najprej vzpostaviti ustrezno testno okolje. To mora omogočati simulacijo različnih konfiguracij omrežja in poljubnih parametrov okvare, hkrati pa zagotavljati ponovljivost posameznih scenarijev ter ustrezno predstavitev fizikalnega obnašanja omrežja. V ta namen je bila razvita avtorska platforma, ki je zasnovana okoli simulacijskega jedra OpenDSS, ki omogoča pripravo, spreminjanje in izvajanje različnih obratovalnih scenarijev. Vzpostavitev takšnega okolja je predstavljala prvi del praktičnega dela in osnovo za nadaljnjo zasnovo metod za detekcijo in lokalizacijo okvare. Osnovna ideja detekcije temelji na tem, da posamezna PMU-naprava prevzame vlogo smernega merilnega elementa in na podlagi faznih odnosov določi prisotnost ter smer okvare. Časovna sinhronizacija PMU-naprav pri tem omogoča sočasno spremljanje istega dogodka z različnih lokacij v omrežju. Rezultati detekcije predstavljajo izhodišče za lokalizacijo okvare. Za vsako aktivirano PMU-napravo se upošteva zaznana smer okvare in na podlagi topologije določijo možne poti v tej smeri. S tem se iskanje lokacije omeji na del omrežja, ki je skladen z odzivom vseh aktiviranih naprav. Znotraj tako določenih poti se nato lokacija okvare ocenjuje na podlagi topoloških podatkov in sintetično generiranih fazorskih meritev. Rezultati so pokazali, da je uspešnost lokalizacije odvisna predvsem od števila in razporeditve PMU-naprav, oddaljenosti in upornosti okvare ter konfiguracije omrežja. Metoda je bila uspešnejša pri radialnem obratovanju in okvarah bližje RTP, z večanjem oddaljenosti pa se je njena natančnost zmanjšala. Pri zazankanem obratovanju je zaradi več možnih poti širjenja vpliva okvare za zanesljivo lokalizacijo potrebna večja merilna pokritost. Na uspešnost detekcije vplivata tudi okvarna upornost in izbira karakterističnega kota. V uspešnih primerih je metoda omogočila določitev mesta okvare znotraj zastavljenega kriterija natančnosti 300–500 m. Izračunane lokacije predstavljajo oceno mesta okvare, njihovo natančnost pa bi bilo mogoče dodatno izboljšati z upoštevanjem kapacitivnih prispevkov zdravih izvodov.20262026-09-30 10:25:14Magistrsko delo/naloga188947VisID: 63261sl