Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
The impacts of series compensated EHV lines on distance protection, and a proposed new mitigation solution
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Series compensation is extensively applied to the transmission lines to increase the power transfer capability of transmission lines, reduce transmission losses, improve voltage profiles, and improve power oscillation damping and transient stability of power systems. But it modifies the apparent impedance of the transmission lines during fault conditions and might cause the distance protection of transmission lines to encounter directional discrimination issues and reach problems. The non-linear characteristic of metal oxide varistor in series compensation model creates further complexity to the fault analysis and might affects the performance of conventional distance protection scheme. The distance protection issues in the series compensated lines need to be addressed for the reliable and sustainable operation of power system.The directional discrimination issues related to current inversion and voltage inversion phenomenon, and reach problems related to sub-synchronous oscillation phenomenon are addressed in this thesis report. This report aims to analyse the impacts of series compensation on the performance of conventional distance relays, and proposes a new protection solution to mitigate the shortcomings of distance relays in the series compensated lines. The proposed new protection solution includes: new tripping characteristic of quadrilateral distance relays to cope with the steady-state reach problems due to current or voltage inversion, and a new high-pass filtering technique to handle the transient reach problems due to SSO.The proposed new protection algorithm is developed in MATLAB. The performance of new protection algorithm is evaluated by simulating a 500 kV two-source power system with a 200 km series compensated line in EMTDC/ PSCAD (Manitoba Hydro). The proposed new protection solution is found to be beneficial.

Abstract [sv]

Seriekompensation tillämpas i stor utsträckning på överföringsledningarna för att öka överföringsförmågan hos överföringsledningar, minska överföringsförluster, förbättra spänningsprofiler och förbättra effektdämpning och övergående stabilitet hos elsystem. Men det ändrar transmissionslinjernas uppenbara impedans under felförhållanden och kan orsaka att distansskydd för överföringsledningarna stöter på diskrimineringsproblem och uppnår problem. Den icke-linjära egenskapen hos metalloxidvaristor i seriekompensationsmodell skapar ytterligare komplexitet för felanalysen och kan påverka prestandan hos konventionella distansskyddssystem. Distansskydd problemen i seriekompenserade linjer måste lösas för en pålitlig och hållbar drift av elsystemet. De riktningsdiskrimineringsproblem som är relaterade till det aktuella inversions- och spänningsinversionsfenomenet och uppnår problem relaterade till subsynkron oscillationsfenomen tas upp i denna avhandlingsrapport. Denna rapport syftar till att analysera effekterna av seriekompensation för prestanda hos konventionella distansreläer och föreslår en ny skyddslösning för att mildra bristerna i distansreläerna i seriekompenserade linjer. Den föreslagna nya skyddslösningen innefattar: Ny utlösningskaraktäristik för fyrsidig distansreläer för att klara avståndet med stillastående / räckvidden på grund av ström- eller spänningsinversion och en ny högpassfiltreringsteknik för hantering av övergående över- Nå problem på grund av SSO. Den föreslagna nya skyddsalgoritmen har utvecklats i MATLAB. Utförandet av den nya skyddsalgoritmen utvärderas genom simulering av ett 500 kV två-källa kraftverk med en 200 km serie kompenserad linje i EMTDC / PSCAD (Manitoba Hydro). Den föreslagna nya skyddslösningen har visat sig vara fördelaktig.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 102
Series
TRITA-EE, ISSN 1653-5146 ; 2017:063
Keywords [en]
Series compensation, metal oxide varistor, voltage inversion, current inversion, sub-synchronous oscillation, quadrilateral characteristic distance relay, digital high-pass filter
Keywords [sv]
Seriekompensation, metalloxidvaristor, spänningsinversion, ströminversion, subsynkron oscillation, fyrsidig karakteristiskt distansrelä, digitalt högpassfilter
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-209916OAI: oai:DiVA.org:kth-209916DiVA, id: diva2:1115095
External cooperation
ABB
Educational program
Master of Science - Electric Power Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-06-26 Created: 2017-06-26 Last updated: 2017-06-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4640 kB)605 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4640 kBChecksum SHA-512
1da68f678df4d41fbd6c7b09ae66aa2f4ea45108e8f0ce8697bcb4c71d1ac47fb64979b52d6e807aa2d99e746e217af3b0c8af496c10d74993be190886791b15
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Electromagnetic Engineering
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 605 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 269 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf