1

به نام خدا

اي گيلانشرکت سهامي برق منطقه

برداريمعاونت بهره

جهتی و غیر جهتی شبکه انتقال و فوق E/F و O/Cبررسی کوردینه بودن رله های

DIgSILENTبا نرم افزار 20KVتوزیع تا سطح توزیع فیدرهای

پژوهشگران:

آرمان خدادوست-یارفرزان دست

94 مهر

2

فهرست

3 ......................................................................................................................................................... مقدمه-1

4 .......................................................................................................... ییایجغراف نقشه اساس بر دک هیته-2-1

5 ........................................................................................................... شده هیته دک یساختار مشخصات-2-2

6 ................................................................................................................................ یحفاظت مطالعات انجام-3

7 ................................................................................................... یانیجر یها رله بودن نهیکورد یبررس-3-1

12 ............................................................................................................................................... یریگ جهینت-4

3

مقدمه-1

شبکه های قدرت به صورت روزافزون در حال گسترش بوده و بطبع آن حوادث و قطعی های

بیشتری در آن رخ میدهد. برای جلوگیری از این خطاها و تحلیل حوادث روی داده و اطمینان از

در نرم افزارهایی که و کنترلی، می بایست شبکه های برق ی صحت عملکرد تجهیزات حفاظت

نتایج آنها با موارد واقعی مقایسه شود. تاتحلیل و محاسبات بالایی دارند شبیه سازی گردند قدرت

یکی از قدرتمندترین نرم افزارهای شبیه سازی شبکه های قدرت نرم افزار دیگسایلنت بوده که

یه سازی شبکه واقعی موجود میباشد. لذا در این پروژه شبکه قدرت دارای بیشترین توانایی در شب

بر اساس نقشه جغرافیایی منطقه در نرم افزار دیگسایلنت اول به روشی نو مرحلهبرق گیلان در

برای مطالعات حفاظتی و هماهنگی رله های شده شبیه سازیدک شبیه سازی گردید، سپس از

منجر به دست آمده نتایج شد. در پایان ارزیابی و بررسی ستفاده جریانی و اتصال زمین با یکدیگر ا

برای رله های حفاظتی مورد استفاده در برق منطقه ای گیلان شد. به ارائه تنظیمات بهینه

4

شبیه سازی و تهیه دک مطالعاتی-2

تهیه دک بر اساس نقشه جغرافیایی-2-1

ن بر اساس نقشه جغرافیایی شبکه برق استان گیلان می باشد. یکی از بارزترین مشخصات این دک تهیه آ

شبکه برق گیلان GPSبطوریکه هر کدام از پستها و خطوط موجود در آن کاملا منطبق اطلاعات برداشت شده

می باشد. بنابراین طول خطوط موجود در این دک با دقت بالایی با مقادیر واقعی مطابقت دارد. این مسئله منجر

شکل در دک مطالعاتی شده است. 000ه و یابی به مقادیر دقیقتری در مطالعات پخش بار، اتصال کوتابه دست

دک تهیه شده روی نقشه جغرافیایی گیلان را نشان می دهد. 1

دک تهيه شده روي نقشه جغرافيایي گيلان: 2شماره شکل

5

مشخصات ساختاری دک تهیه شده-2-2

و خطوط بر اساس کد دیسپاچینگی موجود در نقشه تک خطی نامگذاری شده در این دک نقشه تمامی پستها

نرم افزار Substationاند. از ویژگی های این دک این است که در صفحه اصلی دک، هر پست با المان

دیگسایلنت ترسیم شده است بطوریکه با کلیک بر روی هر پست وارد صفحه تک خطی اختصاصی آن پست

ن مسئله علاوه بر کمک به منظم بودن دک، منجر به این می شود که تجهیزات مختلف با خواهیم شد. که ای

نشان 2این مورد برای نقشه تکخطی پست کاویان در شکل کدهای دیسپاچینگی مشابه در دک نامگذاری شوند.

داده شده است.

: تکخطي پست کاویان مطابق کدهاي دیسپاچينگي2نقشه شماره

سعی شده است تمامی تجهیزات موجود در پست حتی هادی های استفاده شده بین تجهیزات در ترسیم پستها

که در نقشه تک خطی دیسپاچینگ آورده نمیشوند، ترسیم شود تا امکان شبیه سازی خطا در تمامی نقاط پست

وجود داشته باشد.

6

انجام مطالعات حفاظتی-3

رده ای از رله های حفاظتی از جمله حفاظت های دیستانس درشبکه انتقال و فوق توزیع برق گیلان طیف گست

و حفاظت های اتصال زمین و اتصال زمین (DOC,OCخطوط،حفاظت های معمولی و جهتدار اضافه جریان)

حفاظت های یاد شده می بایست برای عدم عملکرد های نابجا ( از مهمترین آنها می باشند. DEF,EFجهتدار )

لذا پس از طراحی دک و به روز در صورت بروز خطا باعث قطعی های ناخواسته نشوند.با هم هماهنگ باشند تا

رله های جریانی در پستهای مختلف Coordinationبرای مطالعات حفاظتی و بررسی کردن شبکه برق گیلان،

مورد در شکل این با یکدیگر المان های حفاظتی از قبیل ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ به دک اضافه گردید.

نشان داده شده است. 3شماره

ورود المان هاي حفاظتي به دک مطالعاتي: 3نقشه شماره

ترانسفورماتورهای ولتاژ نیز به دک اضافه گردیدند.لازم به ذکر است این المان ها دقیقاً در محلهای واقعی خود

های دریافتی بیشترین تطابق را با در نقشه های تک خطی پستها وارد شدند تا نتایج حاصله و شکل موج

های مربوط به خود قرار Cubicleها رله های حفاظتی نیز در PTها و CTواقعیت داشته باشد.پس از افزودن

گرفته و المان های جریانی و ولتاژی آنها به ترانسهای اندازه گیری مربوط به خود افزوده شد.لازم به ذکر است

7

نرم افزار استفاده گردید تا رله ها هم از نظر نوع و هم از نظر Libraryاز آخرین در انتخاب رله های حفاظتی

کارخانه سازنده بیشترین تطابق را با مدل های واقعی خود در پستها داشته باشند.

می باشد و در اکثر فیدر GEC Alestomبوده و ساخت شرکت OC/EFکه از نوع MCGG82مدل رله جریانی

نشان داده شده است. 4کیلوولت برق گیلان استفاده شده در شکل 20های خروجی

در دک مطالعاتی MCGG82مدل رله جریانی : 4نقشه شماره

پس از استقرار این رله ها در محل های مناسب خود و وارد کردن تنظیمات این رله ها که از امور حفاظت و ابزار

برق منطقه ای برق گیلان اخذ گردید در بخش بعدی مطالعات هماهنگی و شبیه سازی خطا های دقیق

گوناگون در محل های مختلف انجام گرفت.

بررسی کوردینه بودن رله های جریانی-3-1

ای موجود در شبکه می باشد.بدین منظوربا ارائهه ه یکی از نیاز های حفاظتی در سطح فوق توزیع هماهنگی رله

( و DEF( و زمهین) DOCزمان مربوط به رله های اضافه جریهان معمهولی و جههت دار فهاز) -حنیهای جریانمن

انجام شبیه سازیهای موردی برای حالت های خطا در شرایط مختلف بهره برداری، وضعیت هماهنگی رلهه ههای

مطالعه و ارزیابی قرار برای رله های جهتی مورد vector diagram اضافه جریان و ارت فالت به همراه منحنی

در این مرحله با انجام شبیه سازیهای موردی برای شرایط مختلف بهره برداری از جمله خارج کردن گرفته است.

8

خطوط انتقال موازی با شبکه فوق توزیع در نقاط حساس شبکه و هدایت جریان انتقالی به بخش فوق توزیع که

شد و با ارائه شکل موجهای اتصال کوتاه و ارائه زمان عملکرد رله ها منجر به اضافه بار خطوط فوق توزیع خواهد

، نحوه عملکهرد رلهه ههای حفهاظتی شهبکه DIgSILENTو باز شدن بریکرها به صورت شماتیک در نرم افزار

انتقال و فوق توزیع گیلان مورد ارزیابی قرار گرفته است.

20کیلوولت،باسهکوپلر 20ی اضهافه جریهان فیهدر زمهان بهرای رلهه هها -منحنی های جریان 5در شکل شماره

نشان داده شده است. کیلوولت هشتپر 20/63در پست کیلوولت ترانس 63و ورودی 20کیلوولت و ورودی

زمان براي رله هاي اضافه جریان-منحني هاي جریان: 5نقشه شماره

اهنگ هسهتند بهه طریکهه در صهورت بهروز همانطور که از شکل پیداست این رله ها از نظر زمانی با یکدیگر هم

کیلوولت ابتدا رله این فیدر عملکرد داشته و در صورت عدم عملکرد آن به علت معیوب بودن 20اتصالی در فیدر

عملکهرد خواههد 63و بعهد از آن ورودی 20( و سهپس رلهه ههای ورودی Incom 20رله باسکوپلر)قبل از رله

د که رله های جریانی پست هشتپر به درستی تنظیم شده بودند. نتایج شبیه سازی نشان میدهداشت.

9

در برخی موارد پس از شبیه سازی های خطا عملکرد های نابجا مشاهده گردید که منجر به تغییهر تنظیمهات و

کیلوولهت ورودی 63اتصال زمین بخهش در پست آستارا عدم هماهنگی بین رله های برای مثال اصلاح آن شد.

تکفاز بهه زمهین موجب میشد که با بروز اتصالی کیلوولت 230با رله های اتصال زمین خط 20/63ترانس های

کیلوولت نیز از مدار خارج گردند. شبیه سازی این حالت 20/63ترانس های کیلوولت تقی دیزه 230روی خط

نشان داده شده است. 6در شکل

يمات پست آستارا قبل از اصلاح تنظ: 6نقشه شماره

10

کیلوولت و 20/63ورودی ترانسهای 63اتصال زمین بخش با اصلاحات صورت گرفته بر روی تنظیمات رله های

این نقیصه در پست آستارا رفع گردید. شکل زیر شبیه سهازی حالهت اصهلاح شهده را افزایش تنظیم زمانی آنها

کیلوولت تقی دیزه فقهط بریکرههای 230 پیداست با بروز خطا روی خط 7 همانطور که از شکلنشان می دهد.

مربوط به همان خط باز خواهند شد.

پست آستارا بعد از اصلاح تنظيمات: 7نقشه شماره

11

از نتایج شبیه سازی برای تحلیل حادثه و ارزیابی خطای شبیه سازی شده از نظر میزان جریان اتصهالی و زمهان

20رله های جریانی برای فیدر های IOCو TOCمورد برای دو عملکرد عملکرد نیز می توان استفاده کرد.این

نشان داده شده است. 9و 8فاز در شکل 3کیلوولت پست هشتپر برای خطای

TOCفاز رله 3: منحني جریان خطا براي خطاي 8شکل

IOCفاز رله 3منحني جریان خطا براي خطاي : 9شکل

12

منحنهی رله های جهتی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.بهه عنهوان مثهال تغیهر همچنین این عملکرد خطا برای

vector diagram نشان داده شده است. 10برای رله های جهتی پست رشت شمالی در شکل

منحني عملکرد رله هاي جهتي در پست رشت شمالي: 10نقشه شماره

نتیجه گیری-4

طبق سازي اطلاعات ترانسهاي جریان و ولتاژ و تنظيمات بدین ترتيب با انجام این شبيه سازي و من

رله هاي حفاظتي با واقيعت،امور حفاظت و ابزار دقيق برق منطقه اي گيلان اکنون برآورد دقيقي از

عملکرد رله هاي حفاظتي خود در صورت بروز حوادث مختلف دارد و در صورت عدم صحت عملکرد

رد شدن صدمات گاهاً جبران ناپذیر اقدام به اصلاح تنظيمات مي رله ها قبل از وقوع حادثه واقعي و وا

نماید که این خود بيانگر یکي از علل استمرار رتبه ي برتر برق منطقه اي گيلان در عملکرد صحيح

.تجهيزات حفاظتي مي باشد که هر ساله از سوي شرکت مدیریت شبکه برق ایران اعلام مي شود

ه ما را در انجام این پروژه یاری رسانیدند کمال تشکر را داریم.در پایان از همه همکارانی ک