Εργαστηριακό Σύστημα Προστασίας & Εποπτείας Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας | Προστασία Γραμμής Μεταφοράς Μέσω Ψηφιακού Ηλεκτρονόμου

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η κατανόηση, η περιγραφή και η αξιοποίηση των δυνατοτήτων του εργαστηριακού συστήματος προστασίας & εποπτείας που κατασκευάστηκε για εκπαιδευτικούς σκοπούς από την εταιρεία PROT.A.S.I.S SA και βρίσκεται εγκατεστημένο στο Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Η/Υ, για την δημιουργία ενός σχήματος προστασίας γραμμής μεταφοράς. Στο 1ο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται μια σχετικά εκτενής εισαγωγή στο αντικείμενο της προστασίας των σύγχρονων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας αναλύοντας τα θέματα και τα σχήματα προστασίας που απαντώνται συχνότερα στις συνήθεις εφαρμογές. Το 2ο κεφάλαιο της εργασίας περιγράφει διεξοδικά τη δομή, τον τρόπο χρήσης και λειτουργίας καθώς και τις δυνατότητες του εργαστηριακού συστήματος προστασίας & εποπτείας μέσω των επιμέρους συσκευών που το συνθέτουν, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στον ψηφιακό ηλεκτρονόμο SEL-311B της εταιρείας «Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.», ο οποίος είναι ειδικά σχεδιασμένος ώστε να παρέχει πλήρη προστασία σε γραμμές μεταφοράς. Στο 3ο κεφάλαιο της εργασίας πραγματοποιείται μελέτη προστασίας για τη γραμμή μεταφοράς του δικτύου που θεωρήθηκε ότι επρόκειτο να προστατεύσει το εργαστηριακό σύστημα προστασίας & εποπτείας. Για το σκοπό αυτό, εκτελούνται πολλαπλές αναλύσεις ροών φορτίου, μελέτες βραχυκυκλωμάτων (κατά το πρότυπο IEC 60909) και μελέτες ανοικτοκυκλωμάτων με την βοήθεια των πακέτων λογισμικού NEPLAN® και Mathcad®. Επίσης, στο τέλος του εν λόγω κεφαλαίου, περιγράφεται και πραγματοποιείται η ρύθμιση του ψηφιακού Η/Ν SEL-311B μέσω του ειδικού προγράμματος acSELerator QuickSet®. Το 4ο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζει τη διαδικασία που ακολουθήθηκε για τον δευτερογενή έλεγχο της ορθής λειτουργίας του ψηφιακού Η/Ν SEL-311B του εργαστηριακού συστήματος προστασίας & εποπτείας με χρήση της συσκευής CMC 356 της εταιρείας «OMICRON electronics GmbH». Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των σφαλμάτων δοκιμής που προσομοιώθηκαν, τα οποία εκ των υστέρων συγκρίνονται με τα θεωρητικά αναμενόμενα.

The aim of this diploma thesis was to understand, describe and utilize the features of the laboratorial protection & supervisory system that was built by the company “PROT.A.S.I.S SA” for academic purposes and is established in the Power Systems Laboratory of the School of Electrical & Computer Engineering, in order to create a transmission line protection scheme. In the 1st chapter of this thesis, a relatively comprehensive introduction to the subject of modern power system protection is made, analyzing the issues and protection schemes that are most frequently encountered in usual applications. The 2nd chapter of this thesis describes in detail the structure, the manner of use and operation as well as the features of the laboratorial protection & supervisory system through the individual devices that compose it, giving particular emphasis to the digital relay SEL-311B of the company “Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.”, which is specifically designed to provide full protection for transmission lines. In the 3rd chapter of this thesis, a protection study of the transmission line of the power system that was assumed to be protected by the laboratorial protection & supervisory system is carried out. For this purpose, multiple load flow analyses, short-circuit studies (according to the standard IEC 60909) and open-circuit studies are being performed with the help of the software NEPLAN® and Mathcad®. Also, at the end of this chapter, the setting procedure of the digital relay SEL-311B is described and performed using the software acSELerator QuickSet®. The 4th chapter presents the procedure followed during the secondary testing of the laboratorial protection & supervisory system’s digital relay SEL-311B using the device CMC 356 of the company “OMICRON electronics GmbH”. Finally, the results of the simulated fault tests are presented and compared with the theoretically expected.