Abstract

This article presents a new methodology for transmission line protection that uses higher-order statistics (HOS), cumulants, and artificial neural networks (ANNs). The main objective is to design a distance relay algorithm. Results for the fault-detection and -classification stages are presented, as well as for fault location. The proposed method combines a large number of samples of cumulantswith different features and the capability ofANNsto discriminate different patterns. In summary, HOS are used for feature extraction in the protection scheme. The ANNs receive these statistics as inputs, and they are responsible for the logical functioning of the protection system, deciding if a trip is needed after detecting, classifying, and locating a fault. The results have shown that the proposed approach is suitable for protection purposes. For the fault-detection stage, results have shown to be immune to the high presence of additive noise and also to the power-system frequency deviation. Moreover, the faultclassification stage is computed without the need of current information from the power system. Finally, the preliminary results for fault location are precise for a correct estimation of fault distance and determination of the fault zone. It must be highlighted that this new distance protection approach is essentially based on voltage signals, using current signals only for determining the direction of the fault. This fact represents an innovation in distance relaying

چکیده

 این مقاله یک روش جدید برای حفاظت خط انتقال ارائه میدهد که از آمار مرتبه بالاتر (HOS )، انباشتک ها و شبکه های عصبی (ANNs ) استفاده میکند. هدف اصلی، طراحی یک الگوریتم رله از راه دور است. نتایج برای شناسایی خطا و مراحل طبقه بندی و نیز برای موقعیت خطا ارائه میشوند. روش پیشنهادی تعداد زیادی نمونه های انباشتک ها را با روشهای مختلف  و قابلیت ANNs برای تشخیص الگوهای مختلف در می آمیزد. به طور خلاصه، HOS برای استخراج ویژگی ها در طرح حفاظت استفاده میشود. AANها این آمار را به عنوان ورودی دریافت میکند، و با تصمیم گیری در مورد اینکه آیا خروج اضطراری اتوماتیک بعد از شناسایی، طبقه بندی و مکان یابی خطا نیاز است یا نه،  مسئول عملکرد منطقی از سیستم حفاظت هستند. نتایج نشان داده اند که روش پیشنهادی برای اهداف حفاظتی مناسب است. برای مرحله تشخیص خطا، نتایج ایمنی در برابر حضور بالای نویز جمع شونده و همچنین در برابر انحراف فرکانسی سیستم توان را نشان داده اند. در نهایت، نتایج اولیه برای مکان یابی خطا برای یک تخمین دقیق فاصله خطا و تعیین خطای صفر دقیق است. باید یاد آور شد که این رویکرد حفاظت از راه دور جدید بر اساس سیگنال های ولتاژ، با استفاده از تنها سیگنال های جریان برای تعیین جهت خطا است. این واقعیت نشان دهنده یک نوآوری در رله از راه دور است.

کلمات کلیدی: حفاظت خط انتقال. آمار مرتبه بالاتر. شبکه های عصبی

خطوط انتقال (TLs) اجزائی هستند که از اهمیت اساسی در سیستم های برق (EPS) برخوردارند، و تنها راه حمل انرژی الکتریکی می باشد. آنها بزرگترین بخش سیستم انتقال هستند و از این رو اکثر خطاها در آنها واقع میشود. در این زمینه، طرح های حفاظتی نقشی مهمی در حذف خطایی که با بیشترین سرعت ممکن رخ میدهند و در ایزوله کردن کمترین قسمت شبکه الکتریکی، بازی میکند (Caminha 1977). مدل کامل حفاظت از راه دور خطوط انتقال در شکل 1 نشان داده شده است. این حفاظت در سه گام زیر شرح داده میشود:..