Бул изилдөө, güneş, rüzgâr, батарея ve diğer бөлүштүрүлгөн энергия булактарыnın elektrik бөлүштүрүү тармагыnde эки багыттуу кубат агымы oluşturduğu шарттарda бузулган линия бөлүгүnü belirlemek için yalnızca akım өлчөөлөрini kullanan bir коргоо ыкмасы önermektedir. Yöntem, коргоо аймагыnin iki ucundaki релеlerde бузулуу öncesi ve бузулуу sırasındaki akım фаза бурчу ile ток амплитудасы өзгөрүүlerinin yönünü karşılaştırmaktadır. İki uçtaki фаза бурчу өзгөрүүleri birbirine zıt olduğunda бузулуу ilgili коргоо аймагыnin içinde kabul edilmektedir. Faz açısı karşılaştırması kesin натыйжа vermediğinde, özellikle бир тараптан азыктанган veya çok zayıf булакlı системаlerde ток амплитудасы өзгөрүүlerinin işaretleri ikinci чечим ölçütü olarak kullanılmaktadır.

Önerilen yaklaşım klasik hat diferansiyel korumasındaki gibi üç fazlı akım dalga biçimlerini sürekli olarak karşı uca göndermemektedir. Her реле yalnızca bir başlangıç bayrтармакı, üç фаза бурчу өзгөрүү biti ve üç ток амплитудасы өзгөрүү bitinden oluşan жети биттик olay маалыматsini iletmektedir. Saat yönündeki faz dönüşü ve pozitif genlik өзгөрүүi “1”; саат yönünün tersindeki faz dönüşü ve negatif genlik өзгөрүүi “0” olarak kodlanmıştır. Yazarlar bu olay tabanlı yapının байланыш жүкünü ve маалымат işleme karmaşıklığını azaltabileceğini билдирет. Ancak çalışma toplam protokol başlığı, hata denetimi, şifreleme ve yeniden iletim dâhil чыныгы тармак paket boyutunu veya parasal kurulum maliyetini hesaplamamıştır.

Yöntem 11 kV ve 50 Hz’lik üç baralı bir dтармакıtım системаi üzerinde MATLAB/Simulink ile sınanmıştır. Tablolardaki senaryolar sayıldığında эки тараптан азыктанган алдыга кубат агымы, эки тараптан азыктанган тескери кубат агымы ve бир тараптан азыктанган yapılandırmalarda toplam 120 бузулуу senaryosu; бузулуу bulunmayan жүк өзгөрүүleri için 12 ek senaryo бааланган. Çalışma, ар башка бузулуу türleri, hat üzerindeki пайыз 10, пайыз 50 ve пайыз 90 konumları ve 50 ohma kadar sınanan бузулуу dirençleri için doğru коргоо аймагы чечимları билдирген. Yazarlar методin ilgili системаde болжол менен 60 ohmun altındaki бузулуу dirençlerinde güvenilir kaldığını билдирет.

RTDS tabanlı Hardware-in-the-Loop deneylerinde R22 ve R31 релеleri arasındaki Ethernet байланыш кечигүүsi 8 миллисекундnin altında ölçülmüştür. Koruma bölgesinin içindeki B-C, A-C-toprak ve üç fazlı бузулуулар için bildirilen bölüm belirleme süreleri 8,2-12,0 миллисекунд aralığındadır; коргоо аймагыnin dışındaki бузулууларda ажыратуу командасы üretilmemiştir. Bununla birlikte метод üç baralı radyal bir modelde test edilmiştir; чыныгы талаа релеleri, paket kaybı, bit hatası, байланыш kesintisi, siber saldırı, çok sayıda DER kaynтармакı ve karmaşık örgülü şebeke topolojileri мааниlendirilmemiştir. Çalışma рецензенттик баалоодон өтпөгөн bir препринт болуп саналат.

Araştırmanın çözmeye çalıştığı koruma problemi nedir?

Geleneksel dтармакıtım şebekeleri elektriğin büжүк bir merkezî булакtan tüketicilere doğru tek yönde aktığı varsayımıyla tasarlanmıştır. Bu şebekelerde aşırı akım релеleri, sigortalar ve yönlü koruma elemanları önceden belirlenen kısa devre seviyelerine ve кубат агымы yönlerine göre ayarlanabilmektedir.

Dтармакıtık enerji булакlarının şebekeye eklenmesi bu негизги varsayımı değiştirmektedir. Bir dтармакıtım hattının bir ucunda ana şebeke, diğer ucunda ise güneş santrali, rüzgâr santrali, батарея veya başka bir dтармакıtık üretim kaynтармакı bulunabilir. Arıza sırasında her iki uç da бузулуу noktasına akım sтармакlayabilir. Normal işletmede кубат агымы tersine dönebilir ve evirici tabanlı üretim булакlarının kısa devre akımı geleneksel senkron jeneratörlerden daha düşük veya ар башка karakterde болушу мүмкүн.

Bu шарттар sabit ayarlı koruma системаlerinde üç негизги risk oluşturmaktadır:

• Arızanın bulunduğu bölümün açılmaması,
• Arızanın dışındaki sтармакlıklı bir bölümün gereksiz yere açılması,
• Dтармакıtık üretimin бузулууya katkısı nedeniyle реле koordinasyonunun bozulması.

Hat diferansiyel koruması iki uçtaki akımların sürekli karşılaştırılmasıyla жүкsek seçicilik sтармакlayabilir. Ancak üç fazlı akım örneklerinin sürekli iletilmesi жүкsek bant genişliği, düşük кечигүү, güvenilir zaman eşleştirmesi ve daha pahalı байланыш altyapısı gerektirebilir. Araştırmanın негизги amacı, sürekli akım dalga biçimi aktarımı yerine olay sırasında çok küçük miktarda bilgi göndererek бузулган линия бөлүгүnü ayırt etmektir.

Çalışmanın literatürde hedeflediği boşluk

PDF’de мааниlendirilen ыңгайлашма koruma методlerinin маанилүү bölümü SCADA, merkezî kontrolcü, fazör өлчөө birimi, güncellenen реле ayarları veya önceden hesaplanan система durumlarına dayanmaktadır. Yazarlar bu yaklaşımların байланыш кечигүүsi, маалымат kaybı, manuel yapılandırma, жүкsek altyapı maliyeti ve değişen topolojilere uyum sorunları bulunduğunu билдирет.

Yalnızca akım kullanan yön belirleme методleri чыңалуу sensörüne duyulan ihtiyacı azaltabilmektedir. Bununla birlikte PDF’de incelenen mevcut методlerin bir kısmı normal кубат агымы yönünün önceden bilinmesini, sürekli fazör alışмаалыматşini, чыңалуу kutuplamasını veya чечимlı бузулуу sonrası akımı gerektirmektedir. Bazı çalışmaların yalnızca sınırlı бузулуу türlerinde veya sabit система шарттарında doğrulandığı da belirtilmektedir.

Çalışmanın özgün hedefi şu üç özelliği bir araya getirmektir:

• Gerilim өлчөөü olmadan yalnızca akım маалыматsi kullanılması,
• Normal кубат агымыnın ileri veya ters olmasından bтармакımsız bölüm karşılaştırması,
• Sürekli örnek aktarımı yerine yalnızca бузулуу olayında жети биттик bilgi alışмаалыматşi.

Örnek iki baralı система nasıl tanımlanmıştır?

Yöntemin kuramsal түшүндүрмөsında iki uçtan beslenen basitleştirilmiş iki baralı radyal система колдонулган. Kaynak 1 ile Bara 1 arasındaki toplam булак ve hat empedansı Z_S1, Kaynak 2 ile Bara 2 arasındaki toplam empedans Z_S2, iki bara arasındaki hat empedansı ise Z_L olarak tanımlanmıştır.

Koruma bölgesi Bara 1 ile Bara 2 arasındaki hat bölümüdür. Normal durumda iki uçta ölçülen akımların aynı olduğu varsayılmıştır:

\[ I_{R1}=I_{R2}=I_L \]

• I_R1, R1 релеsinin ölçtüğü hat akımıdır.
• I_R2, R2 релеsinin ölçtüğü hat akımıdır.
• I_L, normal işletmedeki hat akımıdır.

Bu eşitlik, бузулуу öncesi durumda korunan bölümün iki ucundan aynı seri akımın geçtiği basitleştirilmiş hat modelini ifade etmektedir.

Koruma algoritması ne zaman başlatılmaktadır?

Her реле ток амплитудасыni ve фаза бурчуnı Ayrık Fourier Dönüşümü ile hesaplamaktadır. Çalışmada üç çevrimlik кыймылli pencere колдонулган. Sistem 50 Hz olduğundan bir elektrik çevrimi 20 миллисекунд, üç çevrim ise 60 миллисекундdir.

Algoritma aşтармакıdaki шарттарdan en az biri чыныгыleştiğinde başlatılmaktadır:

\[ |I_n|<0.8|I_0|\quad \text{veya}\quad |I_n|>1.2|I_0| \]

\[ \theta_n<\theta_0-\theta_{th}\quad \text{veya}\quad \theta_n>\theta_0+\theta_{th} \]

• |I₀|, başlangıçtaki veya bir önceki ток амплитудасыdir.
• |I_n|, üç çevrim sonraki ток амплитудасыdir.
• θ₀, başlangıç akım фаза бурчуdır.
• θ_n, üç çevrim sonraki akım фаза бурчуdır.
• θ_th = 3,6°, фаза бурчу өзгөрүү eşiğidir.

Akım genliği için пайыз 20’lik bir өзгөрүү bandı колдонулган. Akım пайыз 20’den fazla azalır veya artarsa süreç tetiklenmektedir. Faz açısı eşiği 360 derecelik bir çevrimin пайыз 1’ine karşılık gelen 3,6 derece olarak seçilmiştir.

Yazarlar bu босогоleri duyarlılık ile küçük bozulmalara karşı güvenlik arasında bir uzlaşma olarak tanımlamaktadır. Eşikler simülasyon gözlemlerine göre seçilmiştir. PDF’de ар башка gürültü seviyeleri altında alıcı işletim karakteristiği, босого duyarlılık eğrisi veya yanlış başlatma olasılığı маалыматlmemiştir.

Akım фаза бурчу өзгөрүүi nasıl hesaplanmaktadır?

Koruma bölgesinin iki ucunda бузулуу öncesi ve бузулуу sırasındaki faz açıları arasındaki fark hesaplanmaktadır:

\[ \Delta\theta_{R1}=\theta_{R1,f}-\theta_{R1} \]

\[ \Delta\theta_{R2}=\theta_{R2,f}-\theta_{R2} \]

• θ_R1 ve θ_R2, бузулуу öncesi akım açılarıdır.
• θ_R1,f ve θ_R2,f, бузулуу sırasındaki akım açılarıdır.
• Δθ, derece cinsinden фаза бурчу өзгөрүүidir.

Negatif өзгөрүү fazörün саат yönünde, pozitif өзгөрүү саат yönünün tersinde döndüğü şeklinde yorumlanmaktadır. Çalışma açı өзгөрүүini -180 ile +180 derece aralığında мааниlendirmektedir.

İç бузулууda neden iki uçta zıt faz dönüşleri oluşmaktadır?

Arıza iki релеnin arasında meydana geldiğinde iki булак бузулуу noktasına karşı yönlerden akım göndermektedir. Hat empedansı бузулуу konumuna göre iki parçaya ayrılmaktadır:

\[ Z_{L1}+Z_{L2}=Z_L \]

İki uçta ölçülen бузулуу akımları çalışmada şu biçimde маалыматlmiştir:

\[ I_{R1,f}=I_{R1}+I_{S1,f}= \frac{V_{S1}-V_{S2}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S2}}+ \frac{V_{S1}}{Z_{S1}+Z_{L1}} \]

\[ I_{R2,f}=I_{R2}+I_{S2,f}= \frac{V_{S1}-V_{S2}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S2}}- \frac{V_{S2}}{Z_{S2}+Z_{L2}} \]

I_S1,f Kaynak 1’den, I_S2,f Kaynak 2’den бузулуу noktasına akan kısa devre katkısını көрсөтөт.

Normal кубат агымы Kaynak 1’den Kaynak 2’ye doğru olduğunda R1’deki бузулуу akımı fazörü саат yönünde, R2’deki бузулуу akımı fazörü саат yönünün tersinde dönmektedir. Güç агымı tersine çevrildiğinde tek tek işaretler değişmektedir; ancak iki uçtaki dönüşlerin birbirine zıt olması değişmemektedir.

Bu nedenle методin iç бузулуу kuralı şöyledir:

İki uçtaki фаза бурчу өзгөрүүleri zıt işaretliyse ilgili hat bölümü бузулууlı kabul edilir.

Dış бузулууda neden aynı yönlü faz dönüşü görülmektedir?

Arıza korunan hat bölümünün dışında bulunduğunda коргоо аймагыnin iki ucundan geçen бузулуу akımı aynı genel агым yolunun parçasıdır. Çalışmada Bara 2 ile Kaynak 2 arasında bulunan dış бузулуу için булак empedansı şu сүрөтde bölünmüştür:

\[ Z_{S2}=Z_{S21}+Z_{S22} \]

Koruma bölgesinin iki ucundaki akımlar aynı ifadeyle temsil edilmiştir:

\[ I_{R1,f}=I_{R2,f}= \frac{V_{S1}-V_{S2}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S2}}+ \frac{V_{S1}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S21}} \]

Normal кубат агымы ileri yöndeyse iki релеde de faz dönüşü саат yönünde, кубат агымы ters yöndeyse iki релеde de саат yönünün tersinde чыныгыleşmektedir. Tek tek dönüş yönü кубат агымыna bтармакlı olsa da iki uç aynı işareti üretmektedir.

Bu nedenle dış бузулуу kuralı şöyledir:

İki uçtaki фаза бурчу өзгөрүүleri aynı işaretliyse faz karşılaştırması коргоо аймагы içinde bir бузулуу göstermemektedir.

Akım genliği neden ikinci bir чечим ölçütü olarak eklenmiştir?

İki булак da yeterli kısa devre akımı sтармакladığında faz dönüşü karşılaştırması iç ve dış бузулууларı ayırt edebilmektedir. Bir булак çok zayıfsa veya tamamen devre dışıysa бузулууnın aşтармакı akımındaki релеde akım фаза бурчу güvenilir biçimde hesaplanamayabilir. Katı kısa devrede чыңалуу çöktüğünde aşтармакı akım fazındaki akım sıfıra yaklaşabilir.

Bu nedenle фаза бурчу өзгөрүүleri aynı işareti verdiğinde ток амплитудасы өзгөрүүleri karşılaştırılmaktadır:

\[ \Delta|I_{R1}|=|I_{R1,f}|-|I_{R1}| \]

\[ \Delta|I_{R2}|=|I_{R2,f}|-|I_{R2}| \]

İç бузулууda güçlü kaynтармакa yakın uçta akım artarken бузулууnın diğer tarafında akım azalabilmektedir. Bu nedenle iki uçta genlik өзгөрүүleri zıt işaret üretmektedir. Dış бузулууda ise iki реле aynı seri akım yolunda kaldığından өзгөрүүler birlikte artmakta veya birlikte azalmaktadır.

Çalışma, genlik tabanlı yardımcı методin iki өлчөө noktası arasında ara байланышlı жүк bulunduğu durumlarda kullanılamayacтармакını açıkça билдирет. Ara жүк, коргоо аймагыnin iki ucundaki normal ve бузулуу akımlarının aynı seri akım ilişkisini bozabilir.

Akış şeması hangi işlem sırasını көрсөтөт?

PDF’nin 9. sayfasındaki Şekil 7, iki релеnin simetrik чечим sürecini көрсөтөт. Her реле sürekli olarak yerel akımını ölçmektedir. Akım genliği veya açısı босого мааниini aşarsa бузулуу bölümü belirleme işlemi başlatılmaktadır.

Röleler önce фаза бурчу өзгөрүү kodlarını birbirlerine göndermektedir. Karşılaştırma zıt dönüş gösterirse iki реле de iç бузулуу чечимı üretmektedir. Faz dönüşleri aynıysa genlik өзгөрүү kodları gönderilmekte ve ikinci karşılaştırma yapılmaktadır. Genlik өзгөрүүleri zıt olduğunda iç бузулуу, aynı olduğunda dış бузулуу чечимı маалыматlmektedir.

Akış şeması фаза бурчу karşılaştırmasını birincil, ток амплитудасы karşılaştırmasını ise yalnızca gerekli olduğunda kullanılan ikincil aşama olarak konumlandırmaktadır. Böylece güçlü эки тараптан азыктанган бузулууларda чечим yalnızca faz bilgisiyle tamamlanabilmektedir.

Yedi bitlik байланыш paketi nasıl oluşturulmaktadır?

Her реле üç faz için фаза бурчу өзгөрүүini ve genlik өзгөрүүini birer bit olarak kodlamaktadır:

Yalnızca “0” gönderilmesi, alıcı açısından чыныгы bir sıfır biti ile hiç sinyal gelmemesi arasında belirsizlik oluşturabilir. Bu sorunu azaltmak için paketin başına bir bayrak biti eklenmiştir. Eşik aşıldığında bayrak “1” olmakta; босого aşılmadığında paket gönderilmemektedir.

Yedi bit, çalışmanın чечим маалыматsi жүкüdür. Gerçek байланыш çerçevesinde adres, paket başlangıcı, sıra numarası, zaman aşımı, hata kontrolü, kimlik ырастоо ve protokol başlığı eklenirse fiziksel тармак üzerinden taşınan toplam маалымат yedi bitten daha büжүк olacaktır. PDF bu protokol ek жүкünü hesaplamamıştır.

Yazarlar, байланыш системаinde periyodik bir watchdog sinyali kullanılıyorsa окуя пакетиni ayırt etmek için çok bitli benzersiz bir başlangıç koduna ihtiyaç duyulabileceğini de билдирет. Bu түшүндүрмө, чыныгы колдонууdaki paketin yalnızca yedi fiziksel bitten oluşmayabileceğini көрсөтөт.

Zaman eşleştirmesi чыныгыten gerekmiyor mu?

Yöntem, iki uçtaki mutlak faz açılarını doğrudan çıkarmak yerine her релеnin kendi yerel бузулуу öncesi ve бузулуу sırasındaki өзгөрүүinin işaretini karşılaştırmaktadır. Bu nedenle klasik fazör diferansiyel korumadaki kadar hassas ortak zaman damgası gerektirmediği ileri sürülmektedir.

Bununla birlikte iki релеnin aynı fiziksel olayla ilgili kodları eşleştirmesi yine gereklidir. Bayrak biti olay başlangıcını bildirirken PDF’de paket sıra numarası, olay kimliği, yinelenen paket, gecikmiş paket veya aynı anda чыныгыleşen iki olayın nasıl ayrılacтармакı түшүндүрүлгөн эмес. Çalışmanın “zaman senkronizasyonu gerektirmeme” iddiası, чыныгы тармак шарттарındaki olay eşleştirme sorunlarının tümünün çözüldüğü anlamına gelmemektedir.

Hangi iletişim teknolojileri салыштырылган?

Çalışmada mikrodalga, dijital radyo, ZigBee ve hücresel iletişim nitel olarak салыштырылган. PDF’nin 11. sayfasındaki Tablo 1; bant genişliği, кечигүү, gürültü toleransı, kapsama alanı ve maliyet başlıklarını kullanmaktadır.

Yazarlar maliyet ve gerekli маалымат miktarını birlikte мааниlendirerek dijital radyoyu en pratik seçenek olarak önermektedir. Ancak таблицаda ölçülmüş bit hızı, кечигүү dтармакılımı, paket kayıp oranı veya parasal maliyet маалыматlmemiştir. Bu nedenle dijital radyo tercihi эксперименттик bir maliyet optimizasyonundan çok nitel mühendislik мааниlendirmesidir.

Simülasyon системаi nasıl kurulmuştur?

MATLAB/Simulink modeli üç baralı, 11 kV ve 50 Hz’lik radyal bir dтармакıtım системаidir. Ana şebekeyi temsil eden Kaynak 1 hattın solunda, evirici arayüzlü dтармакıtık üretim kaynтармакı hattın sтармакında yer almaktadır. Dтармакıtık üretim kaynтармакı ile Bara L3 arasında kontrol edilebilir anahtar bulunmaktadır.

Şekil 9’da evirici arayüzlü dтармакıtık üretim kaynтармакının katı kısa devre sırasında болжол менен 1,2 p.u. бузулуу akımı sтармакladığı gösterilmektedir. Bu sınırlı kısa devre katkısı, жүкsek DER payına sahip dтармакıtım тармакlarında klasik aşırı akım korumasının karşılaşabileceği düşük бузулуу akımı problemini temsil etmektedir.

Arızalar hangi konumlarda ve шарттарda uygulanmıştır?

Arızalar simülasyonun 1,2. секундsinde üç ар башка bölümde oluşturulmuştur:

• F1: Kaynak 1 ile Bara L1 arasındaki bölüm,
• F2: Bara L1 ile Bara L2 arasındaki bölüm,
• F3: Bara L2 ile Bara L3 arasındaki bölüm.

Arızalar hat uzunluğunun пайыз 10, пайыз 50 ve пайыз 90 noktalarında uygulanmıştır. Konum deneylerinde бузулуу direnci 0,1 ohm olarak колдонулган. F2 бузулууsında ayrıca 1, 5, 10, 20 ve 50 ohmluk dirençler sınanmıştır.

İncelenen бузулуу türleri таблицаlar arasında üç fazlı бузулуу, faz-toprak, faz-faz ve iki faz-toprak бузулууларını kapsamaktadır. Böylece dengeli ve dengesiz kısa devreler ayrı ayrı бааланган.

Çift beslemeli алдыга кубат агымыnda örnek натыйжа

Bara L1 ile Bara L2 arasındaki F2 noktasında üç fazlı бузулуу oluşturulduğunda R12 релеsindeki üç fazın açısı -114,11 derece değişmiştir. Bu маани саат yönündeki dönüşü ve ikili “1” kodunu temsil etmektedir.

R21, R22 ve R31 релеlerinin üç fazında ise +88,02 derecelik өзгөрүү görülmüştür. Bu маани саат yönünün tersindeki dönüşü ve ikili “0” kodunu temsil etmektedir.

• R12-R21 çiftinde kodlar zıttır: ilgili L1-L2 bölümü iç бузулуу olarak belirlenmiştir.
• R22-R31 çiftinde kodlar aynıdır: L2-L3 bölümü sтармакlıklı kabul edilmiştir.

PDF’nin 13. sayfasındaki dört grafik, бузулууnın 1,2. секундsinde bütün faz açılarında basamak biçimli өзгөрүү oluştuğunu көрсөтөт. R12 grafiği diğer üç релеnin ters yönünde кыймыл ederek önerilen чечим ilkesini görsel olarak колдойт.

İleri кубат агымы deneylerinin toplu sonucu

Tablo 3’te алдыга кубат агымы altında ар башка бузулуу türleri, konumları ve dirençleri için R12-R21 ile R22-R31 реле çiftlerinin açma чечимları маалыматlmiştir. Tablodaki bütün sınanmış iç бузулууларda yalnızca бузулууnın bulunduğu bölüm açma sinyali üretmiş, diğer bölüm sтармакlıklı kalmıştır.

Yazarlar, алдыга кубат агымы yapılandırmasında методin болжол менен 62 ohmun altındaki бузулуу dirençlerinde doğru çalıştığını bildirmektedir. 62 ohmun üzerindeki бузулууларda ток амплитудасы ve фаза бурчу өзгөрүүleri başlatma босогоlerinin altında kalabilmekte, bu nedenle релеler arasında маалымат alışмаалыматşi başlamamaktadır.

Çalışma 50 ohma kadar ayrıntılı таблица натыйжаларı sunmuştur. Yaklaşık 62 ohmluk sınırın nasıl adım adım belirlendiğine ilişkin ayrı bir direnç tarama grafiği маалыматlmemiştir.

Güç агымının tersine dönmesi sonucu değiştiriyor mu?

Ters кубат агымыnı oluşturmak için Yük 2 ve Yük 3 devreden çıkarılmış, Yük 1 ise 1 MW aktif ve 100 kVAr reaktif güce ayarlanmıştır. Böylece toplam жүк değişmeden кубат агымы IIDG tarafından Kaynak 1 yönüne çevrilmiştir.

Tablo 4’teki натыйжалар, кубат агымыnın tersine çevrilmesinin бузулган бөлүк чечимlarını değiştirmediğini көрсөтөт. Tek tek релеlerdeki faz dönüşlerinin işaretleri ileri агымa göre tersine dönmüş, ancak iç бузулууda iki uç arasındaki “zıt dönüş” ilişkisi korunmuştur.

Yazarlar тескери кубат агымыnda doğru çalışmanın болжол менен 60 ohmun altındaki бузулуу dirençlerinde sürdüğünü bildirmektedir.

Arıza olmayan жүк өзгөрүүlerinde yanlış açma oluşmuş mu?

Yük 2 ve Yük 3 ayrı ayrı tam kapasitenin пайыз 90’ına, пайыз 50’sine düşürülmüş ve tamamen devreden çıkarılmıştır. Çift beslemeli системаdeki altı бузулуу dışı deneyin hiçbirinde R12-R21 veya R22-R31 çifti açma sinyali üretmemiştir.

Bu натыйжа, sınanan жүк değişikliklerinin başlangıç eşiğini aşsa bile sonraki faz ve genlik karşılaştırmalarının iç бузулуу чечимı vermediğini көрсөтөт. Ancak çalışma motor yol verme, kapasitör anahtarlama, transformatör enerjilendirme, harmonik bozulma ve güç elektroniği kontrol geçişleri gibi diğer бузулуу dışı geçicileri мааниlendirmemiştir.

Tek beslemeli система nasıl sınanmıştır?

IIDG ile Bara L3 arasındaki anahtar açılarak dтармакıtık üretim kaynтармакı devreden çıkarılmıştır. Böylece система yalnızca Kaynak 1 tarafından beslenen geleneksel radyal dтармакıtım тармакına dönüştürülmüştür.

Tek beslemeli durumda бузулууnın aşтармакı akımındaki akım çok küçülebileceği için фаза бурчу bilgisi güvenilir olmayabilir. Algoritma bu durumda genlik өзгөрүүi karşılaştırmasına geçmektedir. Tablo 6’daki bütün sınanmış konum, бузулуу türü ve 50 ohma kadar direnç маанилериnde doğru коргоо аймагы seçilmiştir.

Yazarlar бир тараптан азыктанган yapılandırmada da болжол менен 60 ohmun altındaki бузулууларda doğru çalışma bildirmektedir. Daha жүкsek dirençlerde ölçülen өзгөрүүler пайыз 20 ve 3,6 derece başlatma босогоlerinin altında kalmıştır.

Tek beslemeli системаde Yük 2 ve Yük 3 için yapılan altı бузулуу dışı өзгөрүүde de açma sinyali oluşmamıştır.

Simülasyon таблицаları birlikte ne көрсөтөт?

Tablo satırları birlikte sayıldığında çalışma aşтармакıdaki kapsamı сунат:

Bu sayı, PDF таблицаlarındaki satırlardan tөндүрүлгөн. Çalışmada güven aralığı, hata oranı veya tekrarlı rastgele deney bulunmamaktadır. Sonuçlar belirlenmiş elektromanyetik geçici durum senaryolarındaki deterministik doğru-yanlış чечимlarıdır.

Hardware-in-the-Loop ырастооsı nasıl чыныгыleştirilmiştir?

Gerçek zamanlı ырастоо için 11 kV ve 50 Hz’lik üç baralı система RTDS üzerinde çalıştırılmıştır. MATLAB/Simulink’te geliştirilen algoritma C++ koduna çevrilmiş ve Visual Studio üzerinden RSCAD ile bütünleştirilmiştir.

Bara 2 ile Bara 3 arasındaki hattın uçlarında bulunan R22 ve R31 реле algoritmaları ayrı bilgisayarlarda çalıştırılmıştır. Akım dalga biçimleri RTDS ile bilgisayarlar arasında GTNET-SKT тармак kartları üzerinden aktarılmıştır. İki реле bilgisayarı arasındaki ikili чечим маалыматтарi standart Ethernet байланышsıyla değiştirilmiştir.

PDF’nin 18. sayfasındaki HIL düzenek şeması şu маалымат агымını көрсөтөт:

1. RTDS, iki булакlı üç baralı elektrik системаini чыныгы zamanda simüle etmektedir.
2. GTNET-SKT kartları сандыкlaştırılmış akımları R22 ve R31 bilgisayarlarına iletmektedir.
3. Her bilgisayar yerel akım açısı ve genlik өзгөрүүini hesaplamaktadır.
4. R22 ve R31 Ethernet üzerinden olay kodlarını birbirine göndermektedir.
5. İç veya dış бузулуу чечимı trip çıkışına dönüştürülerek RTDS’ye geri gönderilmektedir.

Ölçülen Ethernet кечигүүsi 8 миллисекундnin altında bildirilmiştir.

HIL deneyinde dış бузулуу nasıl ayırt edilmiştir?

Bara 1 ile Bara 2 arasında A-fazı-toprak бузулууsı oluşturulduğunda olay R22-R31 коргоо аймагыnin dışında kalmıştır. Her iki релеde bayrak sinyali “1” olmuş ve чечим süreci başlatılmıştır. Ancak R22 ve R31’in faz-A өзгөрүү kodları aynı olduğundan iki реле de ажыратуу командасы üretmemiştir.

PDF’nin 19. sayfasındaki sinyal grafiklerinde yerel ve karşı uçtan alınan фаза бурчу, genlik ve bayrak darbeleri görünürken trip sinyalleri sıfır düzeyinde kalmaktadır. Bu görsel, algoritmanın бузулууyı algılaması ile ilgili hattı açma чечимının birbirinden ayrı işlemler olduğunu көрсөтөт.

HIL deneyinde iç бузулуу ne kadar hızlı belirlenmiştir?

Bara 2 ile Bara 3 arasında B-C бузулууsı oluşturulduğunda R22 ve R31’in B ve C fazı açısal өзгөрүү kodları birbirinden ар башка olmuştur. Her iki реле коргоо аймагыnin içinde бузулуу bulunduğu чечимını vermiş ve trip sinyalini “1” yapmıştır.

İç бузулууларda bildirilen чечим süreleri 8,2-12,0 миллисекунд aralığındadır. Çalışma dтармакıtım системаinde toplam бузулуу temizleme süresinin 50 Hz için болжол менен 240-400 миллисекунд olması gerektiğini билдирет. Bununla birlikte HIL таблицаsundaki мааниler yalnızca bölüm belirleme algoritmasına aittir; akım trafosu, реле çıkışı, kesici bobini ve kesicinin mekanik açma süresi dâhil toplam бузулуу temizleme süresi ölçülmemiştir.

Üç çevrimlik pencere ile 8-12 миллисекундlik натыйжа birlikte nasıl yorumlanmalıdır?

Başlatma bölümünde akım маанилериnin üç çevrimlik кыймылli pencereyle karşılaştırıldığı belirtilmiştir. 50 Hz’de üç çevrim 60 миллисекундye karşılık gelmektedir. Buna karşılık HIL таблицаsunda 8,2-12,0 миллисекундlik бузулуу belirleme süreleri маалыматlmiştir.

PDF, HIL sürelerinin üç çevrimlik өлчөө penceresini içerip içermediğini veya yalnızca bayrak oluştuktan sonraki kod alışмаалыматşi ve чечим süresini mi temsil ettiğini түшүндүрмөmaktadır. Değerler tüm süreç için raporlanıyorsa üç çevrimlik pencereyle zaman bakımından uyuşmamaktadır. Değerler yalnızca чечим aşamasına aitse чыныгы uçtan uca koruma süresi 8-12 миллисекундden daha uzun olacaktır. Saha uygunluğu мааниlendirilirken bu zaman tanımının açıklığa kavuşturulması керек.

Şekillerin ve таблицаların негизги mesajı nedir?

• Şekil 1-2: Koruma bölgesini, iç ve dış бузулуу konumlarını ve iki uçtan бузулуу akımı katkısını көрсөтөт.
• Şekil 3-6: İleri ve тескери кубат агымыnda iç бузулууnın zıt, dış бузулууnın aynı yönlü faz dönüşü oluşturduğunu fazör düzleminde түшүндүрмөktadır.
• Şekil 7: Faz karşılaştırmasının birincil, genlik karşılaştırmasının ikincil чечим ölçütü olduğunu көрсөтөт.
• Tablo 1: Dört kablosuz байланыш seçeneğini nitel olarak karşılaştırmaktadır.
• Şekil 8-9: Üç baralı Simulink системаini ve IIDG’nin болжол менен 1,2 p.u. sınırlı бузулуу akımını көрсөтөт.
• Akım açısı grafikleri: Arızalı ve sтармакlıklı реле çiftlerindeki zıt veya aynı yönlü basamak өзгөрүүlerini көрсөтөт.
• Tablo 3-7: Arıza türü, konumu, direnci, güç yönü ve tek/çift besleme değişse de seçiciliğin sınanan шарттарda korunduğunu көрсөтөт.
• HIL şeması: RTDS, тармак kartları, iki реле bilgisayarı ve Ethernet байланышsinin реалдуу убакыттагы kapalı çevrim байланышsını көрсөтөт.
• HIL sinyal grafikleri: Dış бузулууda bayrak oluşmasına rтармакmen trip маалыматlmediğini, iç бузулууda ise trip çıkışının etkinleştiğini көрсөтөт.

PDF’de сүрөт numaralandırması tutarlı эмес. Örneğin simülasyon akım açısı grafiği görselde “Fig. 5” olarak etiketlenirken metin “Fig. 10” ifadesini kullanmakta, HIL düzeneği ise “Fig. 61” olarak yazılmaktadır. Sonraki HIL grafiklerinde 7-10 numaraları yeniden kullanılmaktadır. Bu dizgi sorunları эксперименттик sonucu değiştirmese de belirli сүрөтlere atıf vermeyi ve çalışmanın izlenmesini zorlaştırmaktadır.

Изилдөөнүн күчтүү жактары кайсылар?

• Gerilim sensörü kullanmadan yalnızca akım өлчөөлөрiyle чечим üretmektedir.
• Normal кубат агымыnın yönünü önceden bilmeyi gerektirmeyen iki uçlu işaret karşılaştırması önermektedir.
• Çift beslemeli системаde фаза бурчуnı, tek veya zayıf beslemeli системаde genlik өзгөрүүini tamamlayıcı olarak kullanmaktadır.
• Sürekli dalga biçimi aktarımı yerine olay tabanlı, küçük bir чечим маалымат жүкü önermektedir.
• Üç fazlı, faz-toprak, faz-faz ve iki faz-toprak бузулууларını ар башка konumlarda sınamaktadır.
• İleri кубат агымы, тескери кубат агымы ve бир тараптан азыктанган işletmeyi ayrı ayrı мааниlendirmektedir.
• Arıza dışı жүк өзгөрүүlerinde yanlış açma oluşmadığını көрсөтөт.
• Simülasyon натыйжаларını RTDS tabanlı реалдуу убакыттагы HIL düzeniyle колдойт.
• İç бузулуу belirleme süresini реле bazında миллисекунд cinsinden bildirmektedir.

Изилдөөнүн негизги чектөөлөрү nelerdir?

• Çalışma рецензенттик баалоодон өтпөгөн bir препринт болуп саналат.
• Yöntem yalnızca üç baralı radyal bir системаde ырасталган.
• Örgülü dтармакıtım тармакı, çok terminalli hat, çok sayıda DER ve yeniden yapılandırılmış şebeke senaryoları test edilmemiştir.
• IIDG’nin бузулуу akımı болжол менен 1,2 p.u. olarak modellenmiştir; ар башка evirici kontrol ve koruma stratejileri karşılaştırılmamıştır.
• Genlik karşılaştırmasının ara байланышlı жүк bulunan koruma bölgelerinde uygulanamayacтармакı belirtilmiştir.
• Faz açısı sarmalama işlemi, özellikle +180/-180 derece sınırındaki өзгөрүүlerin nasıl işlendiği түшүндүрүлгөн эмес.
• Yüzde 20 genlik ve 3,6 derece açı босогоleri simülasyona göre seçilmiş; kapsamlı gürültü ve босого duyarlılık analizi yapılmamıştır.
• Akım өлчөө gürültüsü, harmonikler, akım trafosu doygunluğu ve örnekleme hataları doğrudan sınanmamıştır.
• Paket kaybı, paket bozulması, өзгөрмө кечигүү, sıra өзгөрүүi, байланыш kesintisi ve bit hata oranı test edilmemiştir.
• CRC, olay kimliği, sıra numarası, yeniden iletim ve güvenli kimlik ырастоо protokolü tanımlanmamıştır.
• Yedi bit yalnızca колдонуу маалыматsi жүкünü göstermekte; чыныгы байланыш çerçevesi ölçülmemiştir.
• “Düşük maliyet” iddiası parasal CAPEX veya OPEX karşılaştırmasıyla doğrulanmamıştır.
• Dijital radyo önerisi nicel maliyet, кечигүү ve güvenilirlik өлчөөлөрine dayanmamaktadır.
• Yaklaşık 60 ohmun üzerindeki жүкsek dirençli бузулуулар başlatma eşiğinin altında kalabilmektedir.
• HIL таблицаsunda бузулуу direnci veya paket kaybı çeşitliliği ayrıntılı olarak sunulmamıştır.
• Üç çevrimlik өлчөө penceresi ile 8,2-12,0 миллисекундlik чечим süreleri arasındaki zaman tanımı түшүндүрүлгөн эмес.
• Gerçek koruma релеsi ve fiziksel devre kesiciyle талаа deneyi yapılmamıştır.
• Yöntem yedek koruma ve бузулуу mesafesi belirleme işlevi sunmamaktadır.
• Veriler açık depoda bulunmamakta, yalnızca talep üzerine sunulacтармакı belirtilmektedir.

Изилдөө эмнени колдойт?

• Önerilen işaret karşılaştırması, sınanan iki uçlu radyal hatlarda iç ve dış бузулууларı ayırt edebilmiştir.
• Güç агымının tersine dönmesi, sınanan senaryolarda коргоо аймагы чечимını bozmamıştır.
• Genlik karşılaştırması, бир тараптан азыктанган системаde фаза бурчу bilgisinin yetersiz kaldığı шарттарı tamamlamıştır.
• 50 ohma kadar таблицаlaştırılan бузулуу dirençlerinde doğru seçicilik korunmuştur.
• Sınanan жүк өзгөрүүlerinde yanlış açma oluşmamıştır.
• RTDS tabanlı HIL deneyinde dış бузулуулар açma üretmezken iç бузулуулар 8,2-12,0 миллисекундlik bildirilen чечим sürelerinde belirlenmiştir.
• Yedi bitlik чечим маалыматsi, sürekli üç fazlı akım örneklerine göre daha küçük bir колдонуу маалымат жүкü oluşturmaktadır.

Изилдөө эмнени далилдебейт?

• Yöntemin bütün DER yoğun dтармакıtım тармакlarında güvenli çalışacтармакını далилдебейт.
• Gerçek талаа колдонууsında toplam бузулуу temizleme süresinin 8-12 миллисекунд olacтармакını göstermemektedir.
• Yedi bitlik paketin tek başına güvenilir, siber güvenli ve hataya dayanıklı байланыш sтармакladığını göstermemektedir.
• Dijital radyonun bütün dтармакıtım şebekeleri için эң төмөн maliyetli iletişim методi olduğunu далилдебейт.
• Yaklaşık 60 ohmun üzerindeki жүкsek empedanslı бузулууларı güvenilir biçimde belirlediğini göstermemektedir.
• Ara жүк bulunan bütün hat bölümlerinde genlik karşılaştırmasının geçerli olduğunu göstermemektedir.
• Yöntemin örgülü veya çok terminalli şebekelerde seçiciliğini далилдебейт.
• Akım trafosu doygunluğu, yoğun harmonik ve байланыш paketi kaybı altında aynı performansın korunacтармакını göstermemektedir.
• Klasik diferansiyel korumaya göre parasal tasarruf miktarı sunmamaktadır.

Elektrik dтармакıtım системаleri açısından önemi

Çalışmanın негизги mühendislik katkısı, iki uçlu pilot koruma чечимının sürekli жүкsek çözünürlüklü маалымат aktarımı gerektirmeden üretilebileceğini göstermesidir. Koruma релеleri ham dalga biçimini karşı uca taşımak yerine yerel өлчөөden çıkardıkları dönüş ve genlik işaretlerini paylaşmaktadır.

Bu yaklaşım daha sınırlı байланыш altyapısı bulunan kırsal dтармакıtım şebekeleri, sabit direk üstü релеler ve orta mesafeli hatlar için мааниlendirilebilir. Ancak чыныгы колдонуу öncesinde байланыш protokolü, hata denetimi, siber güvenlik, yedek koruma, kesici açma süresi ve karmaşık topolojiler birlikte sınanmalıdır.

Çalışma gelecekte методin daha büжүк системаlere, alternatif kablosuz iletişim ortamlarına, yedek korumaya ve бузулуу mesafesi belirlemeye genişletilmesini önermektedir.

Изилдөөнүн методу жана табылгалары

Техникалык методдун кыскача баяны

Karar mantığının teknik özeti

Негизги сандык табылгалар

Simülasyon ve HIL натыйжаларının birlikte мааниlendirilmesi

Simülasyon натыйжаларı, методin güç yönü ve besleme sayısı değiştiğinde чечим ilkesini koruduğunu көрсөтөт. HIL натыйжаларı ise aynı işaret karşılaştırmasının реалдуу убакыттагы yazılım ve Ethernet маалымат alışмаалыматşi içinde uygulanabildiğini көрсөтөт.

HIL deneyleri simülasyondan daha güçlü bir ырастоо düzeyi sunsa da tamamen fiziksel bir бөлүштүрүү тармагы deneyi эмес. Elektrik системаi RTDS içinde сандык olarak çalışmakta, algoritma haricî bilgisayarlarda чыныгы zamanda yürütülmektedir. Fiziksel akım trafoları, ticari koruma релеleri ve devre kesiciler düzenekte yer almamaktadır.

Yayıma hazır olma мааниlendirmesi

Çalışma açık bir чечим mantığı, geniş sayılabilecek simülasyon senaryoları ve HIL gösterimi сунат. Bununla birlikte hakemli yayımdan veya талаа колдонууsından önce zaman өлчөөünün kapsamı, фаза бурчу sarmalama методi, байланыш hata yönetimi, ara жүк sınırlaması ve болжол менен 60 ohmluk duyarlılık sınırı daha ayrıntılı açıklanmalıdır.

Düşük maliyet ve düşük bant genişliği avantajının doğrulanması için klasik diferansiyel koruma ile aynı donanım, aynı hat mesafesi ve aynı güvenilirlik hedefleri altında toplam paket trafiği, iletişim cihazı maliyeti, kurulum maliyeti ve bakım maliyeti karşılaştırılmalıdır.

Булак жана метод эскертүүсү

Çalışmanın tam özgün adı: A Low-Cost Communication Current-Based Protection Scheme for DER-Rich Distribution Networks

Yazarlar, PDF’deki sıralarıyla: Pannita Rajakrom; Campbell Booth; Di Liu; Qiteng Hong.

Eş katkı: PDF’de eş katkı veya eş birinci yazarlık bilgisi bulunmamaktadır.

Sorumlu/iletişim yazarı: PDF üzerinde sorumlu yazar işareti veya iletişim e-posta adresi yer almamaktadır. Resmî SSRN kaydı Pannita Rajakrom’u iletişim yazarı olarak көрсөтөт.

Kurum: University of Strathclyde, Glasgow, United Kingdom.

DOI:10.2139/ssrn.6947477.

Yayın platformu: SSRN.

Dergi: Doğrulanmış bir hakemli dergi sürümü bulunmamaktadır.

Özgün yayınevi: Hakemli dergi yayınevi bu sürüm üzerinden doğrulanamamıştır. İncelenen belge SSRN üzerinde yayımlanan препринт болуп саналат.

SSRN gönderim tarihi: 15 Haziran 2026.

Hakemlik durumu: Бул изилдөө рецензенттик баалоодон өтпөгөнtir. PDF’nin bütün sayfalarında “This препринт research paper has not been peer reviewed” uyarısı bulunmaktadır.

Kaynak türü: Elektrik dтармакıtım системаi korumasına yönelik algoritma geliştirme, MATLAB/Simulink simülasyonu ve RTDS tabanlı Hardware-in-the-Loop ырастооsı içeren mühendislik araştırma препринтi.

Resmî байланыш:SSRN resmî kayıt sayfası.

CRediT katkıları: Pannita Rajakrom; kavramsallaştırma, biçimsel analiz, araştırma, метод, yazılım, ырастоо, görselleştirme ve yazım görevlerini üstlenmiştir. Campbell Booth; kavramsallaştırma, biçimsel analiz, булак sтармакlama, danışmanlık, görselleştirme ve metin incelemesine katkıda bulunmuştur. Di Liu; görselleştirme ile metin incelemesine katkı sтармакlamıştır. Qiteng Hong; kavramsallaştırma, булак sтармакlama, danışmanlık, görselleştirme ve metin incelemesine katkıda bulunmuştur.

Finansman: Yazarlar araştırmanın kamu, ticari veya kâr amacı gütmeyen bir finansman kuruluşundan özel hibe almadığını билдирген.

Çıkar çatışması: Yazarlar çalışmayı etkileyebilecek bilinen mali çıkar veya kişisel ilişki bulunmadığını beyan etmiştir.

Veri erişimi: Verilerin talep üzerine sunulacтармакı belirtilmiştir. Açık bir маалымат deposu veya indirilebilir deney dosyası маалыматlmemiştir.

İçerik hazırlama методi: Bu Türkçe makale жүкlenen PDF’nin tamamı; iki baralı kuramsal model, fazör diyagramları, теңдемеler, чечим агым şeması, байланыш karşılaştırması, üç baralı Simulink modeli, реле фаза бурчу grafikleri, simülasyon таблицаları, RTDS-HIL düzenek şeması ve реалдуу убакыттагы sinyal grafikleri birlikte incelenerek hazırlanmıştır. PDF dışından bilimsel табылга eklenmemiştir. Dış ырастоо yalnızca başlık, yazarlar, DOI, tarih ve resmî SSRN булак kimliği için колдонулган.

Temel bilimsel uyarı: Bulgular üç baralı radyal bir model ile RTDS tabanlı HIL ortamına aittir. Çalışma чыныгы бөлүштүрүү тармагыnde ticari koruma релеsi ve devre kesiciyle талаа başarısı göstermemektedir.

Temel методsel uyarı: Genlik karşılaştırması ara жүк bulunan bölümlerde чектелүү; болжол менен 60 ohmun üzerindeki бузулуулар başlatma eşiğinin altında kalabilmektedir; iletişim paketi kaybı ve bozulması test edilmemiştir. Üç çevrimlik өлчөө penceresi ile bildirilen 8,2-12,0 миллисекундlik чечим süresi arasındaki kapsam farkı PDF’de түшүндүрүлгөн эмес.

Maliyet uyarısı: “Düşük maliyet” nitelemesi daha az sensör ve daha küçük колдонуу маалыматsi gereksinimine dayanmaktadır. Çalışma klasik koruma методleriyle parasal donanım, kurulum veya işletme maliyeti karşılaştırması sunmamaktadır.