Improving the Performance of Backup Protective Relays in Kuwait Transmission Network

في المرحلة الأولى تمت مراجعة الواقع الفعلي لطرق ضبط مراحل التشغيل لأجهزة الوقاية المسافية في الكويت وتتبع المشاكل المصاحبة لهذا الضبط ، ونتيجة للتغيير الواسع في منظومة القوى وتغير الأحمال فإنه من الصعوبة إن لم يكن مستحيلاً إختيار قيم ضبط مناسبة لهذه الأجهزة لكافة الظروف بإستخدام الطرق التقليدية. وفى حالة شبكات الكويت يصبح الأمر أكثر صعوبة لوجود خطوط قصيرة جدا ومعظمها كابلات عليها وقاية اساسية من النوع التفاضلى ووقاية مسافية كوقاية احتياطية ، كما أن الحلول المتاحة فى الأبحاث المنشورة تصل فى أحسن الأحوال إلى تقليل زمن الفصل ولكن لا تصل للزمن الأمثل للفصل ، وغالبا يتم القبول بزمن فصل غير مرغوب فيه. وتجدر الإشارة إلى أن جميع الباحثين في هذا المجال يتفقون على أنه للوصول إلى الكفاءة المثلى لعمل أجهزة الوقاية المسافية يلزم معرفة بعض المعلومات من الطرف الآخر للخط ، ويتفقون أيضا على الصعوبة العملية لنقل معلومات on-line من طرف لآخر إلا بنظم مكلفة وغير منتشرة حاليا مثل نظم GPS على سبيل المثال ، بالإضافة إلى وجود إمكانية محدودة في نقل بعض المعلومات من طرف لآخر من خلال قنوات الإتصال Communication Channels في شبكات النقل، وعلى سبيل المثال نقل إشارة لتسريع الفصل من طرف لآخر، ولكنها تبقى إمكانية محدودة لا يمكن من خلالها نقل قيم الجهد أو التيار مثلا من طرف لآخر . وفي المرحلة الثانية تم التوصل لمقترح يعالج المشاكل المتعلقة بضبط أجهزة الوقاية المسافية بطريقة مبتكرة ومؤثرة و اقتصادية وملائمة لشبكة الكويت تماما ،والمقترح يعتمد على نقل " معلومة مجملة " عن حالة طرف من الطرف الآخر باستخدام نفس المعدات المتاحة في كافة الخطوط والتي تحتوى دائما على مسارات إضافية Spare Channels مع إجراء تعديل في هذه المعدات بإضافة بطاقات إلكترونية إليها ليتم بواسطة هذه البطاقات نقل هذه المعلومة المجملة والتي سيعتمد عليها برنامج الضبط المعدل بغرض تلاف مشاكل الضبط السابق الحديث عنها ، وبرنامج الضبط المعدل يعتمد على جملة من القواعد لتحديد مكان العطل بدقة كبيرة ولا يحتاج البرنامج لمعرفة قيم التيار أو الجهد في الطرف الآخر وإنما يحتاج فقط لمعلومة واحدة تنقل إليه من الطرف الآخر بنفس طريقة نقل إشارات التسريع الموجودة بكل الشبكات ، وبناءاً على المعلومات المتاحة له محليا (معلومات من الخطوط الموجودة بنفس المحطة) بالإضافة إلى المعلومة المنقولة إليه من الطرف الآخر فإن البرنامج يقرر بكفاءة عالية مكان العطل. وقد تم إجراء العديد من الاختبارات على برنامج محاكاة تمثيلي يضم شبكة الكويت الحقيقية كاملة وتم تمثيل العديد من الأعطال المعقدة والتي تعجز النظم التقليدية على حسابها بدقة وتبين قدرة البرنامج على حساب مكان العطل بكفاءة عالية ، ومرفق صورة من بحث منشور يلخص الفكرة.

A new strategy (denoted P-SS) for estimating the correct fault zone in distance relays is introduced. The main difference between the P-SS and conventional setting strategies is that the P-SS doesn’t depend on fixed boundaries for backup zones. It depends on exchanging information between local relays in the same station in addition to a command from the remote end relay. With the proposed strategy, zone-1 in the distance relays covers the entire length of the protected line, zone-2 covers the entire length of any next line irrespective of its length and zone-3 covers the entire length of any line next to zone-2. The strategy is examined against a wide range of setting problems of a real part of Kuwait HV network with real relay settings. The results confirm that the P-SS achieves the required accurate, sensitive and selective relay operation.