Impact du compensateur série commandé par thyristor (TCSC) sur les systèmes de protection des lignes de transport d’énergie électrique

Abstract

الملخص (بالعربية) :

قد فتح التطور الأخير لنظام FACTS (نظام إرسال التيار المتردد المرن) آفاقاً جديدة لزيادة كفاءة استخدام الشبكات الكهربائية من خلال العمل المستمر والسريع على معلمات الشبكة المختلفة (فرق الطور ،الجهد والممانعة).يعد نظام (TCSC) عضوًا مهمًا في عائلة FACTS القادرة على تغيير ممانعة خط النقل وشدة التيار بشكل مستمر . لديها إمكانية تطبيق كبيرة لتنظيم تدفق الطاقة بدقة على خط النقل.ومع ذلك ، يعتبر تحديد موقع العطل وحماية الخطوط مع أنظمة التعويض TCSC واحدة من أصعب المهام لمصنعي انظمة حماية. تقدم هذه الأطروحة مراجعة شاملة للجوانب المفاهيمية لتحديد موقع الخطأ في خطوط نقل الطاقة في وجود معوض (TCSC). يتم مناقشة نهجين مختلفين بشكل أساسي في هذا العمل بالإضافة إلى العوامل التي تؤثر على الدقة في تحديد العطل.بعد إعطاء مقدمة لأساليب تحديد مكان الأعطال التقليدية وأنظمة الحماية التناظرية والرقمية ، تم اقتراح طرقتين لتحديد مكان العطل في الشبكات الكهربائية المعوضة بنظام TCSC ، واحد يعتمد على مبدأ حساب الممانعة باستخدام البيانات من أحد الطرفين والآخر على معادلات télégraphistes باستخدام بيانات متزامنة من طرفي الخط الذي وقع فيه العطل. كلا الطريقتين تتكون من برنامجين فرعيين. واحد منهم هو للعيوب بعد TCSC والآخر للعيوب قبل TCSC ويستخدم نفس الإجراء لحساب انخفاض الجهد عبر TCSC واختيار الحل الصحيح ، علما ان طرقتين تم تقييمها من خلال محاكاة عددية باستخدام برنامج MATLAB. الكلمات المفتاحية الشبكات الكهربائية، نظام إرسال التيار المتردد المرن، التعويض المتقدم، الفاريستور، برنامج تحديد مكان العطل، ماتلاب

Résumé (Français) :

Le développement récent des dispositifs FACTS (Flexible AC Transmission System) a ouvert des nouvelles perspectives pour une exploitation plus efficace des réseaux électriques par action continue et rapide sur les différents paramètres du réseau (déphasage, tension, impédance).Le compensateur série à thyristors (TCSC) est un membre important de la famille FACTS capable de modifier en continu l'impédance de la ligne de transmission et le courant de charge. Il a un grand potentiel d'application pour réguler avec précision le flux de puissance sur une ligne de transmission. Cependant, la localisation de l'emplacement de défaut et la protection des lignes avec des systèmes de compensation TCSC sont considérés comme l'une des tâches les plus difficiles pour les fabricants des relais. Cette thèse fournit un examen complet des aspects conceptuels pour la localisation de l'endroit de défaut dans les lignes de transport d’énergie électrique en présence d’un compensateur série à thyristors (TCSC). Deux approches fondamentalement différentes sont discutées dans ce travail ainsi que les facteurs affectant la précision dans la localisation de défaut. Apres avoir donné une introduction sur les méthodes de localisation des défauts conventionnels et les systèmes de protection analogique et numérique, deux algorithmes de localisation défaut dans les lignes de transport d’énergie électrique compensée par TCSC ont été proposé, l’un est basée sur le calcul d’impédance en utilisant les données d’une seule extrémité et l’autre est basée sur les équations des télégraphistes en utilisant les données synchronisées des deux extrémités de la ligne en défaut. Les deux méthodes est composé de deux sous-programmes. L'un d'eux est pour les défauts après le TCSC et l’autre pour les défauts avant le TCSC et utilise la même procédure pour le calcul de la chute de tension à travers le TCSC et la sélection de la bonne solution, à savoir que ces algorithmes ont été évalué par l'intermédiaire de la simulation numérique en utilisant le logiciel MATLAB.

Résumé (Anglais) :

The recent development of FACTS (Flexible AC Transmission System) devices has opened up new perspectives for a more efficient use of electrical networks by continuous and rapid action on the various network parameters (phase shift, voltage, impedance). Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC) is an important member of FACTS family able to change the transmission line impedance and load current continuously. It has great application potential in accurately regulating the power flow on a transmission line. However, location of fault point and protection of systems with TCSC compensated lines is considered as one of the most difficult tasks for relay manufacturers and utility engineers. This thesis provides a comprehensive review of the conceptual aspects for locating the fault location in power transmission lines in the presence of a thyristor controlled series compensator (TCSC). Two fundamentally different approaches are discussed in this work as well as factors affecting accuracy in fault location. After giving an introduction to conventional fault location methods and analog and digital protection systems, two fault location algorithms in TCSC-compensated power lines have been proposed, one based on the impedance calculation using data from one end and the other is based on the telegraphist equations using synchronized data from both ends of the faulty line. Both methods consist of two subroutines. One of them is for fault behind the TCSC and the other for fault before the TCSC and uses the same procedure for calculating the voltage drop across the TCSC and selecting the right solution, namely that these algorithms were evaluated via numerical simulation using the MATLAB software. Keywords : Transmission line, FACTS, TCSC, MOV, fault location algorithm, MATLAB.