Investigation of relay protection systems in mv networks with large in-feed of distributed generation
Authors
Brady, Cormac Joseph ; d'Alfonso, Nicola
Term
4. term
Education
Publication year
2014
Submitted on
2014-06-03
Pages
96
Abstract
I elsystemer er formålet med beskyttelsen at finde og afbryde fejl hurtigt for at begrænse skader og afbrydelser, samtidig med at pålidelighed, sikkerhed, følsomhed og selektivitet bevares. Den stigende udbredelse af distribueret produktion (DG) som kraftvarme og vind kan ændre kortslutningsstrømme og dermed forstyrre beskyttelsens funktion. Vi undersøger et 60 kV ringnet baseret på et dansk system med et 26 MW kraftvarmeanlæg og en 60 MW vindmøllepark med fuldt mærkeeffekt VSC-tilsluttede (omformerbaserede) vindmøllegeneratorer. Der udvikles en model i DIgSILENT PowerFactory, og kortslutningsstrømme beregnes efter standarden IEC 60909 for at vurdere, hvor meget DG påvirker beskyttelsessystemet. Resultaterne viser, at den største effekt er en reduktion af afstandsværnenes rækkevidde (hvor langt langs en linje relæet sikkert kan detektere og afbryde en fejl), især i back-up zone 3. Pålidelighed, sikkerhed, følsomhed og selektivitet påvirkes både direkte af den reducerede rækkevidde og indirekte gennem korrigerende tiltag, der forsøger at genoprette beskyttelsen. Konsekvenserne omfatter længere fejlafbrydelsestider, tab af back-up-beskyttelse i dele af kredsløbet og lavere belastbarhed.
In power systems, protection aims to detect and clear faults quickly to limit damage and outages while maintaining reliability, security, sensitivity, and selectivity. The growing use of distributed generation (DG) such as combined heat and power and wind can change fault currents and disturb how protection operates. We study a 60 kV ring network based on a Danish system that includes a 26 MW CHP plant and a 60 MW wind farm with full-rated, VSC-connected (converter-based) wind turbine generators. A model is built in DIgSILENT PowerFactory, and short-circuit currents are calculated according to IEC 60909 to assess how much DG affects the protection system. The main effect observed is a reduction in the reach of distance relays (how far along a line the relay can reliably detect and clear a fault), especially in the back-up zone 3. Reliability, security, sensitivity, and selectivity are all affected, both directly by reduced reach and indirectly by corrective measures used to restore desired protection performance. Consequences include increased fault clearing times, loss of back-up protection for parts of the circuit, and reduced loadability.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents