An ANN based fault diagnosis system for tapped HVEHV power transmission lines

Other Title(s)

تصميم نظام تشخيص الأعطال لخطوط نقل القوى الكهربائية ذوات التفريعة باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية

Joint Authors

Muhammad, al-Sayyid Abd al-Alim
Talat, Husam al-Din Abd Allah
Khamis, Iman Ali

Source

Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences

Issue

Vol. 20, Issue 1 (31 Jan. 2009), pp.3-28, 26 p.

Publisher

King Abdulaziz University Scientific Publishing Center

Publication Date

2009-01-31

Country of Publication

Saudi Arabia

No. of Pages

26

Main Subjects

Electronic engineering

Topics

Abstract AR

يتناول هذا البحث تصميم نظام أو جهاز لتشخيص الأعطال لخطوط نقل القوى الكهربائية المصحوبة بتفريعات باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية و روعي في التصميم قلة التكلفة الكلية بالإضافة إلى بساطة التركيبات الداخلية لهذا الجهاز.

و صمم الجهاز المقترح لكي يحس بوقوع العطل و يحدد منطقته ثم يصنف هذا العطل.

و يتكون من ثلاث مستويات متتابعة.

ففي المستوى الأول تتم عملية تجهيز البيانات و في المستوى الثاني يتم تصميم شبكة عصبية بغرض الحس بوقوع العطل و تحديد المنطقة التي يقع بها العطل أما المستوى الثالث ففيه يتم بناء نظامي تشخيص فرعيين كل منهما يختص بمنطقة حماية منفصلة لخط النقل و يتكون كل نظام من شبكة عصبية لتصنيف العطل و يتبع هذه الشبكة أربع شبكات متوازية بهدف التعرف على الوجه الذي يقع به العطل.

يعتمد هذا النظام أو الجهاز في أدائه على القياسات المباشرة للجهد و التيار الثلاثي الأوجه لخط النقل عند ناحية الإرسال.

تم استخدام برنامج الإلكترو مغنطيسية العابرة في تمثيل منظومة خط نقل القوى بشبكة ال500 كيلو فولت بخط السد العالي.

تم تمثيل جميع أنواع الأعطال في أماكن وقوع مختلفة من خط النقل و في لحظات زمنية مختلفة باستخدام هذا البرنامج.

أثبتت نتائج الدراسة دقة و كفاءة أداء جهاز التشخيص المقترح.

Abstract EN

This paper presents a design for a fault diagnosis system (FDS) for tapped high/extra-high voltage (HV / EHV) power transmission lines (TL's).

These tapped lines have two different protection zones.

The proposed approach reduces the cost and the complexity of the FDS for these types of lines.

The FDS, basically, utilizes fifteen artificial neural networks (ANN's) to reach its output diagnosis.

The FDS basic objectives are mainly : 1.

the detection of the system fault ; 2.

the localization of the faulted zone ; 3.

the classification of the fault type ; and finally 4.

The identification of the faulted phase.

This FDS is structured in a three hierarchical stages.

In the first stage, a preprocessing unit to the input data is performed.

An ANN, in the second stage, is designed in order to detect and zone localize the line faults.

In the third stage, two zone diagnosis systems (ZDS) are designed.

Each ZDS is dedicated to one zone and consists of seven parallel-cascaded ANN's.

Four-parallel ANN's are designed in order to achieve the fault type classification.

While, the other three cascaded ANN’s are designed mainly for the selection of the faulted phase.

A smoothing unit is also configured to smooth out the output response of the proposed FDS.

The proposed FDS is designed and evaluated using the local measurements of the three-phase voltage and current samples acquired at only one side.

A sampling rate of 16 samples per cycle of the power frequency was taken.

A data window of 4 samples was also utilized.

These samples were generated using the EMTP simulation program, applied to the High-Dam / Cairo 500 kV tapped TL.

All possible shunt fault types were considered.

The effect of fault location and fault incipience time were also included.

Moreover, the effect of load and capacitor switchings on the FDS performance was investigated.

Testing results have proved the capability as well as the effectiveness of the proposed FDS.

American Psychological Association (APA)

Muhammad, al-Sayyid Abd al-Alim& Talat, Husam al-Din Abd Allah& Khamis, Iman Ali. 2009. An ANN based fault diagnosis system for tapped HVEHV power transmission lines. Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences،Vol. 20, no. 1, pp.3-28.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327508

Modern Language Association (MLA)

Muhammad, al-Sayyid Abd al-Alim…[et al.]. An ANN based fault diagnosis system for tapped HVEHV power transmission lines. Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences Vol. 23, no. 1 (2009), pp.3-28.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327508

American Medical Association (AMA)

Muhammad, al-Sayyid Abd al-Alim& Talat, Husam al-Din Abd Allah& Khamis, Iman Ali. An ANN based fault diagnosis system for tapped HVEHV power transmission lines. Journal of King Abdulaziz University : Engineering Sciences. 2009. Vol. 20, no. 1, pp.3-28.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327508

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendix : p. 27

Record ID

BIM-327508