Detecting and locating high impedance fault (HIF) in distribution system is a crucial task. HIF causes insulation degradation and over time will lead to supply interruptions. However, it is quite challenging to locate HIF since changes of voltage or current signal during the fault is insignificant and not able to trigger protection system. Besides, the complexity of the distribution system such as non-homogenous line and lateral with branches increase the difficulty in detecting and locating HIF. Considering these issues, this paper presents a method to detect and locate HIF based on Discrete Wavelet Transform (DWT) Multi-Resolution Analysis. In the method, fault features from voltages measured at primary substation are extracted using DWT and matched with the pre-developed database from simulation. Due to single measurement and multiple branches, the matching will produce multiple possible faulted sections. This problem is then solved by applying ranking analysis to rank the possible faulted sections from the most likely to the least likely faulted section. The proposed method has been tested with all types of faults on a 38-node distribution network system in Malaysia using the PSCAD/EMTDC software. The test results revealed the effectiveness of the method. Since only single measurement of voltage signal is needed, the method is considered economical for practical implementation

چکیده

شناسایی و تعیین محل خطای امپدانس بالا (HIF) در سیستم توزیع، کار بسیار مهمی است. HIF موجب تخریب عایق بندی شده و با گذشت زمان منجر به قطعی های برق خواهد شد. با این حال، تعیین محل HIF کار بسیار چالش برانگیزی است چرا که تغییرات سیگنال ولتاژ یا جریان در طول خطا ناچیز بوده و قادر به راه اندازی سیستم حفاظت نیست. علاوه بر این، پیچیدگی سیستم توزیع مانند خط غیر همگن در کنار شاخه ها نیز دشواری شناسایی و تعیین محل HIF را افزایش می دهد. با توجه به این مسائل، در این مقاله روشی برای شناسایی و تعیین محل HIF بر اساس تحلیل چند تفکیکی تبدیل موجک گسسته (DWT) ارائه می شود. در این روش، مشخصه های خطا از ولتاژهای اندازه گیری شده در پست اصلی با استفاده از DWT استخراج شده و با پایگاه داده ای که از پیش بواسطۀ شبیه سازی ایجاد شده است، تطبیق داده می شوند. با توجه به اینکه یک اندازه گیری و چند شاخه وجود دارد، این تطبیق چندین بخش دارای خطای احتمالی را مشخص کند. سپس این مسئله با استفاده از آنالیز رتبه بندی برای رتبه بندی بخش های دارای خطای احتمالی از بیشترین احتمال به کمترین احتمال حل می شود. روش پیشنهادی با تمامی انواع خطا بر روی سیستم شبکۀ توزیعی با 38 گره در مالزی با استفاده از نرم افزار PSCAD/EMTDC تست شده است. نتایج حاصل از تست، کارائی این روش را تایید کرده اند. از آنجایی که تنها فقط یک اندازه گیری از سیگنال ولتاژ مورد نیاز است، این روش برای پیاده سازی عملی مقرون به صرفه می باشد.

1-مقدمه

خطای امپدانس بالا (HIF) در شبکۀ توزیع، خطای رایجی است که به موجب آن افزایش قابل توجهی در جریان رخ نمی دهد چرا که امپدانس بالا، جریان خطا را محدود کرده و باعث می شود تا شناسایی آن دشوار شود. HIF در کابل های زیرزمینی معمولا ناشی از نقص عایق بندی است و رسانا را در معرض تماس با عناصر غیررسانا قرار می دهد. روش های مختلفی برای شناسایی HIF در گذشته ارائه شده است [12-1]...