Wavelet (dalgacık) tabanlı senkron generatör koruma algoritması

WAVELET (DALGACIK) TABANLI SENKRON GENERATOR KORUMA ALGORİTMASI ÖZET Generatörler nadiren anzalansalar da, arızaya neden olan birçok etken vardır. Bu arızalar generatörûn çalışması sırasında yapısında meydana gelen sorunlardan kaynaklanan iç arızalar olabileceği gibi iletim hattındaki herhangi bir arızanın generatörü etkilemesi şeklinde de olabilir. Generatörlerde arıza meydana geldiğinde arızanın mümkün olan en kısa sürede algılanamaması sonucunda telafisi mümkün olmayan sonuçlara yol açar. Burada arızanın tespiti ve bir an önce müdahale edilmesi önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, son yıllarda giderek önem kazanan sayısal teknolojinin getirdiği hız ve güvenilirlik avantajlarının generatörde oluşabilecek arızaları algılamada kullanıldı. Arıza oluştuğu anda generatörûn ilgili faz akımında ana harmoniğin yanında yüksek frekanslı harmonik akımlar oluşmakta ve bu harrnonik bileşenlerinin incelenmesi dalgacık yöntemi ile olmaktadır. Generator uç noktalarından ve yük tararından alınan akım ve gerilim örnekleri Daubecbies 4 ana dalgacık ve ölçek vektörleri ile dalgacık düzleminde çözümlendi. Yüksek frekanslı dalgacık katsayıları (D) çarpımı ile elde edilen dalgacık gücüne (DG), ayrık düzgün dağılım uygulayarak hesaplanılan dağılım fonksiyonunun ortalama değeri ile, arızalı olan veya olmayan durumlar ayırt edilmeye çalışıldı. Elde edilen anlık dalgacık gücünün (DG) yorumlanmasmda, EBOPTK (En Büyük Olabilirlik Parametre Tahmin Kuramı) ve OD Y ( Ortalama Değer Yöntemi) kullanıldı. Önerilen sayısal koruma algoritması başarım ölçütünün belirlenmesi için ATP/EMTP programında birçok sayıda arıza benzetimi yapıldı. Gerçek zamanda iki adet farklı güçteki senkron generator üzerinde de deneyler yapılarak algoritma denendi. Gerçek zaman deney sonuçları ile bilgisayar benzetim sonuçlarının uyuştuğu görüldü. Anahtar kelimeler: Generator Koruma, Dalgacık Tekniği, Dalgacık Gücü, EBOPTK, ODY. 11 WAVELET BASED SYNCHRONOUS GENERATOR PROTECTION ALGORITHM ABSTRACT It is known that synchronous generators do not frequently have faults but there are lots of factors that cause faults on generators. Among these faults, it can be quoted internal ones, which occur inside the generator and external ones, which often occur outside the generator, for instance, faults on transformer or transmission lines or buses. In case of a failure on generators, its results can be very dangerous and directly affect the stability of the system. In this point of view, the fault must be detected and faulty unit must be taken out of the service immediately. In this study, a different digital relay algorithm is presented by the advantages of digital relaying concept such as reliability, speed, and also selectivity. During the fault, high frequency harmonic components occur in the current samples of the generator. Wavelet technique is used to analyze these harmonic components. Firstly, current and voltage samples are acquired from the terminal nodes of the generator and load. These samples are analyzed by using Daubecbies 4 type mother and scale vector in wavelet domain. Instant wavelet power (WP) of each phase is obtained by multiplying high frequency coefficients (D), later a discreet uniform is applied to it. Finally, maximum likelihood estimation approach (MLE) and average value method (AVM) are applied to distinguish normal working conditions and fault conditions. To see the performance of the proposed algorithm based on WP a computer simulation study in ATP-EMTP is performed. Furthermore, two different synchronous generators are used in laboratory environment. As it is seen from the outcomes obtained from either computer simulations or real time tests, the results are quite satisfactory. Key Words: Generator protection, Wavelet Technique, Wavelet Power, MLE, and AVM. 105