I n d o n e s i a n  J o u r n a l  o E l e c tr i c a l  E n g i n e e r i n g   a n d  C o m p u te r  S c i e n c e   V ol .  8,   N o.   1,  O c t ob er  20 17 ,  pp 1 9 2   198   D O I :  10. 115 91/ i j eec s . v 8 .i 1 . pp 1 9 2 - 19 8           1 92       R ec ei v ed   J une  11 ,  20 1 7 ;  R ev i s ed  A ug us t   9 ,   201 7 ;  A c c ept e A ugus t   23,  201 7   E n er g y  P o w er  P lan t  i n  E lect r ic   P o w er  Dist r ib u t i o n   S y s te m s  E qui p pi ng W i th  D i s ta nc e  P r o te c ti on       H u i  H w a n g  G o h * 1 S y  y i S im 2 ,  D ah i r  K h e r e D i b l aw e 3 ,   M o r ta r  M o h a m e d   A l i 4 ,   C h i n  W a n   L i n g 5 Q i n g  S h i  C h u a 6 ,  K a i  C h e n  G o h 7   1 ,3 ,4 ,5 ,6 D e par t m en t  of  E l ec t r i c al   E ngi ne er i n g,  F a c u l t y  of  E l ec t r i c al   and E l ec t r oni c  E n gi n eer i ng ,   U ni v er s i t i  T un H us s ei n O nn M al ay s i a,  86 400 P ar i t  R a j a,  B at u P ahat ,  J ohor ,  M al ay s i a   2 D epar t m ent   of  E l ec t r i c a l  E n gi neer i n T ec hn ol o gy ,  F ac ul t y  o f  E ngi n eer i ng T ec h nol ogy ,   U ni v er s i t i  T un H us s ei n O nn M al ay s i a,  86 400 P ar i t  R a j a,  B at u P ahat ,  J ohor ,  M al ay s i a   7 D epar t m ent   of  C on s t r u c t i on  M anagem ent ,  F ac ul t y  of  T ec h nol ogy  M anage m ent   and  B us i nes s ,  U ni v er s i t i   T un H us s e i n O nn M al ay s i a,  8 6400 P ar i t  R a j a,  B at u P a hat ,   J ohor ,  M al ay s i a   *C or r es po ndi ng a ut hor ,   e - m a i l:   hhgo h@ ut h m . ed u. m y       A b st r act   T hi s  pap er  s ugg es t s  t h e t h eo r y  of   di s t an c pr ot e c t i on  c r i t e r i a i n  pow er  di s t r i but i on  s y s t e m s  f or   pow er  p l ant  ge ner at i on .  M ul t i - dev e l op ed  c ou nt r i e s   hav e e ne r gy  p ow er   pl an t s  t hat  pl ac ed  i n r em ot e  ar e as   w hi c ar f ar   f r om   t he  gr i l i n e.   H enc e,   t h ey   s hou l b c ou pl ed  t t he  l ow   p ow er   t r an s p o r t at i o s y s t em s   nec e s s ar i l y .  W hi l hi gher - r at i ng  r el ay s   ar e   ad opt e t pr e s er v f e eder s   at   pow er   s ub s t at i on s ,   f us e s   ar e   m er el y   o bt ai nabl out s i de  on  f eeder   c ha nnel .   T he  s af s y s t e m   pr oc es s ,   s pa c pr o t ec t i on  i s   di s pat c he t o   s av e f ee der s .  I n t hi s  r ev i ew ,  f eed er s  w i t h di s t a nc e  r el a y s   a re   eq ui p ped ,   t oge t her  w i t h o v er - c u rre n t   pr ot e c t i o r e l ay s   and  f us es .   E ner g y   p ow er   p l ant   ha v i n g   di s t an c pr ot e c t i on  s y s t em   i s   d es i gne t he   i m pl em ent e d s y s t em  w as  a 6 - M W  uni t  of   c om pr e s s ed pow er  ene r g y  r epr odu c t i o n.  T h e s a m pl e f eed er  w as   s hor t ened t o be eq ual  f our - b us  ex per i m en t  f eed er  f or  t r a ns m i t t i ng r e s ol u t i on .  T he f aul t  c ur r en t s  ha v e   c han c e s   a dopt ed  t f or m   pr ot ec t i ng  r egi o ns   of   di s t an c e   r el ay s .   P r ot ec t i on   of   t he   pow er   l i ne  t hr ou gh  t h e   des i gne d p ow er  p l ant s  f or   di s t an c e r e l ay i ng  c an d ec r eas e pr obl em  i n r el ay  l oc a t i on  bec a us of  t h e   i m pedan c e - b as e d l oc at i on  of  t he di s t a nc e  r el a y .       Ke y w o rd s D is t a nc e   p r o t ec t ion ,   M ul t i pl s our c p r o t ec t io n          C o p y r i g h t   ©   2 01 7   I n s t i t u t e  o f  A d v a n c e d  E n g i n e e r i n g  a n d   S ci en ce .  A l l  r i g h t s r es er ved .       1 .  I n tr o d u c ti o n   A do pt i ng  R en e w ab l e  E ner g y   S y s t em s  ( R E S )  s uc h a s  P hot ov ol t ai c  ( P V ) ,   w i nd  ener g y   s y s t em s ,   s y s t em s ,  and s m al l   h y dr o t ur b i nes  ar i nc r e as i ng  i e le c t r ic   net w or k s  [ 1 ] .  T hi s  f und,   w hi c h   or ga ni z es   one   of   t h e   m os t   i m por t ant   t ec hn ol o gi es   am ong  D G s ,   ar e   t y p i c al l y   s m al l er   t han   c onv e nt i ona l  p o w er  p l a nt s  and a dd i t i ona l  c i r c ul at e d f r om  a geogr aph i c  po i nt   of  v i e w ,  t h oug t he   k e y  par t  of  el ec t r i c a l  po w e r  i s  s m oot hl y  ge ner at ed b y  c o nv ent i o nal  p o w er  p l an t s ,  R ES i s  t h e   w or l d' s   r api d   i nc r eas i ng  ener g y   m ar k et   [ 2 - 4 ] .   F ur t her m or e,   t he  f r ee  ent er pr i s of   e l ec t r i c   s er v i c es  bas ed o n t he m oder at i o n of   pow er   bus i n es s ,  gr o w t hs  t he c ha nc e f or   f ur t her  di s t r i b ut i on   of  R E S s  an ex t r a   c at egor i es  of  D G s .  I ns t ead ,  t he  dr a w bac k  of   f os s i l  f uel s  a nd t hei r  gr o w i ng   pr i c e,  ac c om pani ed  b y  t h e i nc om pl et i n v es t m ent  on c r eat i ng n e w   gr ea t   po w er  pl a nt s  and   c o m m uni c at i on  l i nes ,   ar t he  f ur t her   c aus es   t hat   ha v add ed  t t h di s t r i but i o of   s m al l   pow er   pl a nt s   [ 5,  6] .  T hes e p o w er   pl a nt s  c an be c on nec t e d t o  pl a n ne d po i nt s  of  s uppl y  s y s t em s  or  near   t o l oad c e nt er s  [ 7 ].   O ne of  t he  k e y  c aus es  f or  t hi s   w o r ld w id e   c ar e i s  t he  env i r onm ent al   w or r i es  ab out  t h e   r eac t i on   of   us i ng  t r adi t i ona l   po w er   p l a nt .   A l t hou gh  t r a d i t i ona l   po w er   p l an t s   t hr ou g f os s i l - bas ed  f uel  hav an i m por t ant   ef f e c t  on t he gr eenh ous e r ad i at i on an d uni v er s al  w ar m i ng,   R ESs   pos i t i o n   out   as   pur e   r es our c es   of   e ner g y   [ 8 9 ] .   E l ec t r i c   po w er   s y s t em s   ar i nc l i ned  t f aul t s ,   c aus ed  b y   di f f er ent  ev ent s  s uc h  as  t r ee c ont ac t s ,  ac c i d ent s ,   n at ur al  d i s as t er s ,  an d s ab o t ag e,  am ong   ot her s .   C ons e que nt l y ,   l o w   po w er   qu al i t y   i n dex es   and  ec onom i c   l os s es   ar ex per i enc e d Maj or   po w er   f l o w   f r om   t he  pow er   s ubs t at i o o v er   s upp l y   f eeder s   i s   dec r eas ed T h is   i s   t he  un der   t h e   t heor y   of   d i s t r i b ut e pow e r   gener at i on.   T he   l oc a l   c us t o m er s   hav e   t o   pr o duc el ec t r i c i t y   f or   t he i r   per s ona l .  A   di s t r i but e d ge ner at i on p l a nt  us ua l l y  t ak es  a t r adi t i o na l  s i m ul t ane ous  gen er at or .   C ons eq uent l y ,   r ene w ab l e ner g y   po w er   gen er at i on  t h at   c ont a i ns   po w er   gr i d ,   t he y   s hou l h av e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E EC S     IS S N 2 502 - 4 752     E ner gy   P ow er  P l an t  i n E l ec t r i c  P ow er  D i s t r i but i on  S y s t ems   E qui pp i ng W i t h   ( Hu i  Hwa n g   G oh )   193   l i nk ed  t po w er   di s t r i but i on  f ee der   i c oun t r y   s i d e   p r edi c t ab l y .   T hough  t he  r e n e w ab l e ner g y   pl a nt  c an pr o v i de r eac t i on s  t o t he  f i nanc i al   ar g um ent  of  obs er v at i on r eas o n a not h er  di f f i c ul t   as s oc i at ed   w i t h c ons i s t enc y ,  s ec ur i t y ,   and  s t r engt h [ 10 ] .  I n t h i s  r es ear c h,  a do p t i on  of  gui di ng  ov er c ur r en t  r el a y s   is  e x p la in e d S i nc e p o w er s  c an b e ov er t ur ne d t h ei r   w a y  i c er t ai n s pec i f i c   t i m e,   r ev er s i ng   o v er c ur r ent   r el a y s   c an  b r el ev ant .   H e nc e,   t put   on  t h i s   r el a y   k i n i s   no t   eas y .   D i r ec t i o l oc at i o n of  r e v er s i ng  ov er c ur r ent  r e l a y s   i s  c h al l eng i n g.   A n  ad di t i o na l  m et hod  i s  s i m pl e.   S pac r e l a y i ng  i s   at t ac hed  t s af eguar t he  s u ppl y   f or   t he  p o w er   p l a nt s .   H e nc e,   c ons eque nc es   bet w e en put  on  t h es e r e l a y s  ar e m at c hed and  de l i ber a t ed [ 10 ].   O ne i m por t ant  par t  of  t he  e l ec t r i c  d i s t r i b ut i on s y s t em s   ar e t h l oa ds .  T hes e ar e  af f ec t ed   b y   t h v o l t a ge  v ar i at i o ns   pr es ent ed  d ur i n f aul t   s i t uat i ons .   H o w ev er ,   m os t   of   t he  aut hor s   c ons i der   s t at i c   l o ad   m odel s   i n   t h f au l t   l oc at i on   m et hods ,   as   t hes pr es ent ed   i n,   but   t hes e   l oa d   m odel s  ar e adequa t e on l y   i n t he s t ead y  s t at e [ 1 1,  12] .  Mor eo v er ,  t h e l oa d beh a v i o ur  i s  d y nam i c   and t h en  ad equ at e l oa m ode l s   ar f i r s t  c ons i der ed   i n.  N one t he l es s ,   t hes m et hods   w er no t   adeq uat el y  an al y s ed,   bec a us e aut h or s  f r equent l y  a v o i d t he t i m e do m ai n ana l y s i s ,  w h i c h c aus es   s ig n if ic a n t   i m pac t   on  t he  l o c at or   per f or m anc e.   F i nal l y ,   unc er t ai nt i es   as s oc i at ed  w i t t h s y s t em   par am et er s ,  s uc h as  l o ad  m odel ,  f aul t  t y p e,  f aul t  r es i s t anc e,   am ong ot h er s ,  w er e not   c ons i der e d   i n t he  pr ev i o us  s t udi es ,   w her e t he d y n am i c  l oad m o del s  an d t he t i m e do m ai n ana l y s i s   w er e   t ak en i nt ac c ount  [ 13 ].   A   ne w  u ni di r ec t i on al  r a di a l  p o w er  f l o w  pr o pos e d i n  t he  t i m e dom ai n.   B es i d es ,  u nc er t ai nt i es  i n   t he p o w er   di s t r i b ut i on   s y s t em s  ar e c ons i der e d t o  ev al u at t he   r obus t nes s   of   t he  pr opos e t ec hn i q ue.   F ur t her m or e,   c or r ec t i on  l o ad  f ac t or   us ed  t at t e nua t e   l oa d unc er t ai nt i es  i s  a l s o pr opos ed .  M or eo v er ,  a  per f or m anc e i ndi c at or  pr op os ed t o es t i m at e t he   f aul t   l oc at i on  er r or   i s  pr es e nt ed  i n t hi s   pap er .   A dd i t i on al l y ,  a l l  t he  i nher ent  c har ac t er i s t i c s  of  r ea l   po w er   di s t r i but i o s y s t em   s uc as   unbal anc e net w or k   and  l oads ,   t h pr es enc of   m ul t i - phas e   l at er a l s ,   c a pac i t i v ef f ec t s   and  unc er t a i nt i es   i t he   s y s t em   par a m et er s   ar c ons i der ed   [ 1 4,   15 ].   I n t hi s  pap er ,  ef f i c i ent  and t i m el y  f aul t  l oc a t i o n t ec hn i qu e s   is   r e v i ew ed   t o i m pr ov e t he  i nf or m at i on   upon   s er v i c e c ont i nu i t y  i nd ex es  on p o w er   di s t r i b ut i on  ut i l i t i es .       2 .  D i s t r i b u ti o n  S y s te m s   D i s t r i bu t i on  s ys t e m s   w or k   i pl ac of   t h c on nec t i on  s t ar t i n t h s up pl y   b as s t at i on  t o   t he c l i ent .  T he  m et hod d el i v er s  no nt ox i c  and c o ns i s t ent  t r ans m i s s i on of  el ec t r i c  ener g y  t o   s ev er a l   c ons um er s   t hr ough   t he  f ac i l i t y   r e gi on.   U s ua l   di s t r i but i on  s y s t em s   c r eat a s   t he  nor m al - v o l t ag e t hr ee - p has e c i r c ui t ,  nor m al l y   abo ut  30 60 k V   [ 16] ,  a nd di s m i s s  at  bel o w  s ec ondar y   t hr ee -   or   s i ngl e -   phas v ol t age  nor m al l y   l o w er   k V   at   t he  c ons um er ' s   hous e,   c om m onl y   at   t h e   m et er .   S uppl y  f eed er   c i r c ui t s   r egul ar l y   c ont a i abo v e   and  c o v er e c i r c ui t s   i a c om bi nat i o of   di v i d i n m at er i al s   f r om   t he  s t at i o t t he  m an y   c us t o m s .   T he  c i r c ui t   i s  i nt end ed   r ound s e v er al   s uppl i es  s uc as  es s ent i a l   hi g hes t   l oa d,   v o l t ag e,  s p ac e t o c o ns um er s ,  and ot her   l oc al  s i t uat i o ns   f or   i ns t anc t er r ai n,   v i s u al   r ul es ,   or   c ons um er   nec es s i t i es .   T hes m an y   br anc he s   of f   m at er i al s   c an be   w or k ed i out s pr e a d f or m at i on  or  as  a c i r c l ed   s t r uc t ur e,   w h er dou bl e  or   ex t r a m eas ur es   of  t he f eeder   ar at t ac h ed   r egu l ar l y  c o l l ec t ed   ov er  a  us ua l l y  o pen  di s t r i but i o s w i t c h.  H i gh - dens i t y   ur ba n ar eas  ar r e gul ar l y   l i nk ed  i n  a c om pos i t e s up pl y   und er gr oun net w or k  s o l ong  as   ex t r em el y  l a i of f   and de p enda bl r es our c es  ar e   a t t a c hi ng  t c ons um er s .  U t m os t   t hr ee - ph as e   s y s t em s  ar f or  bi gger  l o ad s ,  f or  i ns t anc e,  c om m e r c i al  or  i ndus t r i al  c ons um er s .   T h e t hr ee - ph as e   s y s t em s  ar e f r equent l y  s t r a i ned  as  one  l i ne  as  d i s pl a y e d i n  t he  nex t   di s t r i but i on c i r c ui t  dr a w i n g.       2 . 1 .  D i s ta n c e  P r o te c ti o n   P r i n c i p l e   T he pr i nc i p l of  t r ans m i s s i on l i n e pr o t ec t i on  i s  di s t anc e pr ot ec t i o n,   w hi c h c om pr i s es  t he   s epar at i on of  t he m ea s ur ed  v ol t ag e phas at  t he r e l a y i ng po i nt  f or  t he m eas ur ed pr es ent  phas e .   T he  i m pedanc of   app ar ent l y   det er m i ned  i s   r el at e t t he  t ouc poi nt   i m p edanc e .   I f   t h e   m eas ur ed  i m pedanc i s   b e l o w   t he   t o uc poi nt   i m peda nc e,   a er r or   c ur r ent l y   oc c ur s   on  t he   l i ne   am ong  t he  r eac po i nt   an t he   r el a y   i s   pr es um ed.   A   c ar ef ul   ap pl i c at i on  of   t he  r eac l oc at i ons   and s k i p t i m es   f or  t he  s ev er al   z ones  of   c al c ul at i on e nab l es   pr op er   c oor di n at i on   am ong s pac r el a y s   on   a   po w er   s y s t em .   T he  c l ear   di s t a nc d ef enc e   c ont a i ns   di r ec t   di r ec t i o nal   Z one  s af et y   and f ur t her  t i m e s t uc k  z one s  [ 1 7 ].      2 . 2 .  M u l ti p l e  S o u r c e s   P r o t e c ti o n   T he  di s t an c e r el ay s   hav e t he  c apa c i t y  t o   di s t i ngui s h  a m ong  f aul t s  a r i s i ng  i n v ar i ou s   por t i on s  o f   t he s y s t e m ,  c ont r ol l ed by  t he c al c ul at e d of   t he i m pedan c e.   F un da m e n ta l l y , th i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   1 92     198   194   c ondi t i on  as s o c i at ed  w i t h m ea s u r i ng t he   f aul t  c u r r ent  t hat  ha s  r eal i z ed b y  t he r el a y  pr ot ec t i on ,   c o m pa r ed t t he v ol t age a t   t he r el ay  pos i t i on t r egul at e t he i m pedan c e dep r e s s e d t he l i ne e r r o r .   A  di s t an c e p r ot ec t i on  r el a y s  ar us ed  t r egul at e depen d on t he  i m pedan c e o f  t he l i ne i p o s it iv e   or de r   unde r   s e c ur [ 18 ] .   A n y   er r or   happened      dow n   f l ow       t he   r el ay   s epar at es   t h l i ne  i nt du al   par t s .  T he m ai n par t  t h at   c o m es  f r o m  t he r el a y  p os i t i on  t o  t he  er r or  h as  a n i m pedanc e   t ha t   c o m par at i v t t he   d i s t anc be t w e en  t he   r el a y   pos i t i o an t he   f aul t   l oc a t i o n.   T h f aul t   l oc at i on  be  a bl e   t be  f or ec as t   b y   app l y i ng   t h i m pedanc e   s e en  at   t h at   h av s ee n   i t h r el a y   pos i t i o n   [ 7 ] .  S o t hat  t o f i x ed t he r el a y  d i s t anc e,  t hr ee d i f f er ent   ar eas  of  pr ot ec t i v e ar e us ual l y   us ed.   F i gur 1 s ho w s  t h e di s t a nc e pr ot ec t i on  z o ne.  T he f i r s t  ar ea ( Z one  1)   i s  c ons i d er e d   t o pr ot ec t i o f or  a  s ec t or  of  t he l i ne s e c ur ed w her eas  t he s ec on d ar ea ( Z one 2)  i s  appl i e d as  a bac k up  pr ot ec t i on of  t he f ol l o w i ng  l i ne   s ec t or .  T he l as t  ar ea  ( Z one 3)  as  w el l  as   i s  us ed   as  bac k up  pr ot ec t i on t hat   i s  l o ng - dr a w n - out  t pr ot ec t i on  t h e s ec t i on  of  t h e r em ot e l i n e s ec t or .  T he n ex t   i l l us t r at e   s t e p - by - s t e of   r el a y   d i s t anc e   l oc a t i o of   e v er y   pr ot ec t i o z on [ 8]   r e gar di ng  F i gur e   1.   F ur t her m or e,  t he d i s t a nc e r el a y   us ua l l y  h as   w or k ed t he pr i nc i pal  of  t i m er  s et t i ng  [ 7 ].           F i gur e 1.   D i s t anc e pr ot ec t i o n         1 : ( 80% 85% ) 12 ZZ ×                 ( 1 )       2 : 12 50% 23 ZZ Z                 ( 2 )       3 : 12 23 25% 34 ZZ Z Z + + ×                 ( 3 )   W he r e   K i s  t he  i n f ee d c ons t a nt  o f  t he l i ne s ec t i on 2   K i s  t he  i n f ee d c ons t a nt  o f  t he l i ne s ec t i on 3         F i gur e 5 .   E x am pl e f or  i n f eed ef f ec t   [ 7]       2. 3.  B acku p   P r o te c ti o n  S y s te m   B ased   o n  W i d e   A r e a  I n f o r m a ti o n   A   n et w or k   of   bac k up  s y s t e m   pr ot ec t i on  d epe nds   o w i des pr e ad  ar ea  i nf or m at i on ,   s uc h   as  11   t r ad i t i ona l   pr ot ec t i on  of   di s t a nc e   [ 19] .   I t   c har ac t er i z es   o ne  t el e v en.   T he r ef or e,   bac k up  pr ot ec t i on  s y s t em   depen ds   on  w i d es pr ea i nf or m at i on   ar ea  i s   t o   de v e l o t h n et w or k   t m a k Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E EC S     IS S N 2 502 - 4 752     E ner gy   P ow er  P l an t  i n E l ec t r i c  P ow er  D i s t r i but i on  S y s t ems   E qui pp i ng W i t h   ( Hu i  Hwa n g   G oh )   195   r em ot e t r i p - out  t hr ou gho ut .   W i des pr ead ar ea bac k up pr ot ec t i on an d Loc a l  t r ad i t i ona l  di s t a nc e   pr ot ec t i on  w or k s  i n par al l e l ,  w i t hou t  ex c hang e i nf or m at i on am ong t hem .  I t   m eans ,   c i r c ui t  br eak er   c onc ur r ent l y   obt a i ns  t r i p c o m m and of  w i de  ar ea  bac k up pr ot ec t i o n a nd  l oc a l  t r ad i t i on al   di s t a nc e   pr ot ec t i on [ 20 ].  O ne t o t e n  di s t anc e pr ot ec t i o n i s  adj us t ed b y  t hr ee - s t ag e t r ad i t i on al  d i s t anc e   pr o t ec t i on.   S uc as   t r ans f or m er   pr ot ec t i on .   T he  t i m i ng   of   oper at i on  of   I I ,   I I I   s ec t i o pr ot ec t i on   i s   bi g ger  t h an  t i m i ng o per at i o n of  c oor di nat ed  l i ne  pr ot ec t i on  or  a dj ac ent   de v i c e .  S i m ul t aneous l y ,  a   t r adi t i on al  d i s t a nc e of  pr ot ec t i on r e qui r ed t o m a k e pr ot ec t i on t h at  c om es  t he   ma x i m u m s w i ng   per i o d.   W i des pr ead  bac k up  pr ot ec t i o s y s t em   w ne e t put   e v er y   s i d of   c ur r ent   and  v o l t a ge  s i gna l s   upl oad  t t h c l oud ,   s oon  af t er   pr oc es s   and  anal y s es   al l   t he  el ec t r i c al   i nf or m at i on  i t he   c l oud an d l as t l y  t r i p i s s u e c o m m and t hat  r el at e c i r c ui t  br eak er .  B ec aus e of  w i des pr ea d ar ea   bac k up  P r ot ec t i on  a nd  l oc a l   t r ad i t i ona l   d i s t anc pr ot ec t i on  f unc t i on  i p ar al l e l ,   w h er eas   k eepi ng   t he  t r a di t i o na l   d i s t anc e   pr ot ec t i on   i nde pen denc e ,   t h i s   r es ul t   enh anc ed   s ens i t i v i t y ,   r el i a bi l i t y ,   an d   r api d i t y  of  b ac k up pr ot ec t i on [ 10 ] .  I n  out l o ok  of  t he l oc al  h as  a c om pl et e d i s t a nc e pr ot ec t i on   s ys t e m ,  w i d e - ar ea b ac k up pr ot ec t i on s y s t em  s houl d  be pos i t i one d i n t he  hi gh -   per f or m anc e   bac k up pr ot ec t i on.   W i des pr ead  bac k up pr ot ec t i o s y s t em  c o m pr i s es  t hr ee p ar t s   w hi c h  ar di s t anc e  pr ot ec t i o n c om ponent ,  os c i l l at i o n r ec og ni t i o n,   t r eat m ent  a n d r e - s et t i n g of  oper a t i n g   t im e .     2. 4.  D i st an c e - p r o te c ti o n   B e h a v i o u r  D u r i n g  L a r g e  T r a n si en t   D i s t anc e  pr ot ec t i o n r e l a y s   c al c ul a t e t he  i m pedanc es   o n - l i n on t he  bas i s   of  c ur r ent  a nd  v ol t a ge   m eas ur e m ent s  f o r  t he pr ot ec t ed  l i ne   [ 2 1,  22] .  T he D P  r el a y   i our  f ol l o w i n g   c ons i der a t i o ns  i s  c a l l ed  D P 1.  U n der   no - f aul t  c ond i t i ons ,  D P i s  m eas ur i ng t he  l o a d"   i m pedanc e   ( poi nt   1 "   i n   F i g ur 2) .   U n d er   f aul t   c o nd i t i ons ,   t he   s el e c t i v i t y   of   t h D P   i s   m ai n t ai n ed  b y   v ar i o us   t r i pp i ng  z o nes   w i t di f f er ent   R - X - i m pedanc r e ac hes   and  t i m del a y s .   I n   t he   s i t u at i o of   f aul t   oc c ur r enc i n un de l et e z one 1,  a n i m m edi at e t r i p f ol l o w s  i n t h i s  c i r c um s t anc e  our   m et hod i s   not   t he  po i nt   of   t he  di s c us s i on.   I t he  s i t uat i o of   f aul t   o ut s i d z on 1,   t he   i m peda nc m i ght   j u m f r o m  t he ‘ l oad "  t o on e of  t he out er   z on es  ( 2 or   3)  and t he f aul t  m i ght   be c l ear e d w i t h a   c er t ai t i m e del a y .  T he l o n ger  t h e d el a y  t i m e,  t he  l ar g er  t he  ac c el er a t i o n of  t h e g ener at or  r ot or s   t hat   ar pr es e nt   [ 7] .   F or   f aul t   c l e ar i n w c an  d i s t i n gu i s t w c as es :   ( a)   t he  f aul t   w i l l   be  c l e ar ed   b y   D P 1;   ( b)   t he  f au l t   w i l l   b c l ear e b y   s om ot her   pr ot ec t i on  r el a y   i t h gr i a nd  D P s hou l not  t r i p.  I n ( a)  no pos t - f aul t  ‘ s c enar i o”  i s  m eas ur e d b y  D P 1.  I n s c enar i o ( b)  t he m eas ur ed  i m pedanc of  D P 1 j um ps   f r om   poi nt  ‘ 2”  t po i nt  ‘ 3 a”   ( i . e. ,   ou t s i d t he  pr ot ec t i o z o nes )   or   t o   poi nt  ‘ 3 b”  ( i . e. ,  i ns i d e t h e p r ot ec t i o z on es ) .  P o i nt s   3 a”  and  3b”  F i gur e  2   ar e  t h e s t ar t i n g p oi nt s   of   t he  pos t - f aul t   i m pedanc e   t r aj ec t or y   t ha t   c or r es po nd  t l ar ger   r ot or   ang l es ,   l ar g e r   po w er   f l o w s   and p os s i b l e l o w er   v o l t a g es ,  c om par ed t o t he  pr e - f aul t  ( i . e. ,  l o ad)   v al ues .  D e pend i n g on  t he  am ount  of  ac c el er at i o n of  t he ge ner at or  r ot or s ,  l ar g e  r ot or - ang l e ex c ur s i o ns  an d l ar g e po w er   s w i ngs   oc c ur .  D ur i ng  t hes e t r ans i ent   phe nom ena t h e i m pedanc e m eas ur ed b y  D P 1 c a n a l s o   m ov e i ns i de t he pr ot ec t i o z o nes  aga i n ( as  i n c as e ‘ 3a”  bl ue - d as hed 1 t r aj e c t or y )   or  ev e r em ai n i ns i de t h e pr ot ec t i on  z o nes  ( i n c as e ‘ 3b”  r e d - dot t e d t r aj ec t or y )  f or  a  ded i c at ed t i m e   dur at i on.  I f  t hi s  d w el l  t i m e i s  l onger  t han t he  z on e - s pe c i f i c  t r i p del a y  t i m e,  t hen a n  un w an t ed  l i ne  t r i pp i ng  af t er  t he f au l t  c l ear i ng m i ght  oc c ur .           F i gur e 2.   T r ans i t i ons  f r o m  t he l oad  ( 1)  t o f au l t  i m peda n c e ( 2)  and  t o   p os t - f aul t   i m p edanc es  ( 3 a,   3b)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   1 92     198   196   I n or der  t pr e v en t   un w a nt ed t r i pp i n g dur i ng  po w er   s w i ngs ,  a add i t i on al  f unc t i ona l i t y ,   i . e. ,   po w er - s w i ng b l oc k i ng ( P S B ) ,  i s  pr o v i ded  i n t he f or m  of  an addi t i on al   out er   z o ne,  def i ned  b y   t he s o - c al l ed ‘ po w er - s w i ng  c har ac t er i s t i c " ,  i n F i g ur 2 r epr es ent ed b y  a  das he d - l i n e po l y go n.   T he pr i nc i p l of  P S B  i s   bas ed o n t h e f ac t  t hat   dur i ng  a  po w er  s w i ng  t he  i m pedanc e i s  gr a dua l l y   c hang i ng,   w hi l at   t he  m om ent   of   f aul t s   oc c ur r enc t he  i m peda nc j um ps   i m m edi at el y   t f aul t -   im p edanc poi nt .   S o,   w he t he   t i m ne ede f or   an  i m pedanc t c r os s   t he  ar ea  f r om   t he   po w er - s w i n g c h ar ac t er i s t i c  t one  of  t h e t r i pp i ng   z o nes  ex c ee ds  a c er t ai n   v al ue,  t he  P S B  i s   ac t i v at e d a nd  t r i pp i n i s   bl oc k ed [ 17 ] .   S om e al t er nat i v m et hods   al s ex i s t   [ 1 7] .   I n c as 3a " ,   t he c r os s i ng  of  t he ar ea   bet w e en t he p o w er - s w i n c har ac t er i s t i c  a nd t r i pp i ng  z on e 3  i s  not   i m m edi at an t he  P S B   i s   ac t i v at e d.   I c as 3b "   t h e   pos t - f aul t   i m pedanc t r aj e c t or y   d oes   n ot   c r os s   t he  po w er - s w i ng  c h a r ac t er i s t i c   an t h P S B   i s   no t   ac t i v at e d.   A u n w an t ed   t r i pp i ng   of   t he   l i n e i s  pos s i b l e i f  t he d w el l  t i m e i s  l onger  t han t he  z one - s pec i f i c  t r i p d el a y  t i m e.  I t  s houl d be   not e d t hat  s om m oder n D P  r e l a y s  h av e a dv anc ed  P S B  al gor i t hm s  t hat  a na l y s e  t he  s hap and   t he  s pee of   t he  t r aj ec t or y   and  c an  a l s det ec t   po w er - s w i ng  p hen om ena  s uc as   i c as " 3 b" .   I t hi s  c as t he  un w ant e t r i pp i ng  w i l l   not   oc c ur ,   c ons equen t l y ,   t her i s   n need  f or   a   c ons i der a t i o of   t hes r e l a y s   i t hi s   m et hod.   N or m al l y ,   a as s es s m ent   of   un w a nt ed  t r i pp i n i s   per f or m ed  b y  r e pe at i ng t he  num er i c al  s i m ul at i ons  f or  v ar i ous  f au l t -   c l e ar i n t i m es .  T hi s  m i ght   be   t im e - c ons u m i ng and  has   l i m i t ed pot en t i a l  f or  on - l i n i m pl em ent at i on.  T i m e - dom ai n num er i c al   s i m ul at i ons  c an not   be av oi d ed   w hen  ac c ur at ana l y s es  ar e r e qui r ed,   l i k e i n  t h e t es t i n g of   po w er - s w i n g b l oc k i ng f unc t i ons  [ 20 ].     2. 5.  P o w er   S yst em   a n d  S a m p l e  S y n c h r o n i z a ti o n   I n t h e f ol l o w i ng,   a s i n gl e   MV  f eed er  i s  c ons i der e d t hat   i s  s uppos e d s ub di v i de d i n t o a   num ber  of  s eg m ent s .  E ac h l i ne s egm ent  i s  eq ui ppe d w i t t w o d i s t anc e r e l a y s ,  r es pec t i v el y   pl ac e d at  i t s  t er m i nat i o n.  I t  i s  ex pec t ed  t hat   ev er y  r el a y  i s  at t ac he d t o a c i r c ui t  br eak er  t hat   di s pl a y s   r ec l os i ng  ab i l i t i es .   W hen  m i s t a k t ak es  pl ac e,   t h s af egu ar s y s t em   m us t   s ens an s epar at onl y   t he  f i nd  f au l t   w i t l i ne  s ec t i o n.   T he  ex pe c t ed  MV   r a di al   s y s t em   c an  f eed  an y   t y p e   of  l oad ( l i ne ar  an d no nl i ne a r ) .   Mo r eov er ,   t he   r ef l ec t e d   pow er   s ys t e m   m ay   s ho w   b es i de   t he   l in e   a   num ber   of   s p r ead   gene r at o r s   ( bes i de s   t he   m ai n   equi v al ent   s our c e ) ,   us u al l y   r el at ed   to   nodes   o c c ur r ed   by   MV / LV   t r ans f or m i ng   pos i t i ons .   It   is   a ls o   ex p ec t ed   t hat   t he   di s t r i but i on   s ys t e m   c an   be   ru n   in   i s l anded   t yp e   if   l oc a l   DG   gener at i on   i s e xt r a   t han   l oad   r eques t   [ 23 ].     2. 7.  T h D ig it a l Id e n t if ic a t io n   A lg o r i th m     C ons i d er  bas i c  t ak en f ac t or   m odel  of  a f i nd f aul t  w i t h p ar t  of  an MV  po w er  l i n e at t ac hi n g   bus  2 t o bus   3 as  i n F i gur 9.  T he ex pec t e d er r or  i s   a r egu l ar   t hr e e - ph as e s hor t  c i r c ui t  [ 2 4,  2 5 ].           F i gur 9.   E l ec t r i c al  s c hem e f or  a pai r   of  s y nc hr on i z ed r el a y s   t h e t ot al  r es i s t anc e/ i n duc t anc of   t he p o w er   l i ne       R 2 3   a nd  L 2 3   r es p ec t i v e l y ,   s t h at   R 35 L 3 c an   b ex pr es s ed  i t er m s   of   R 2 and   L 2 5   a s   s how i n   E qu at i on 6.     35 23 25 35 23 25 R RR L LL = =       ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E EC S     IS S N 2 502 - 4 752     E ner gy   P ow er  P l an t  i n E l ec t r i c  P ow er  D i s t r i but i on  S y s t ems   E qui pp i ng W i t h   ( Hu i  Hwa n g   G oh )   197   4 .  C o n c l u s i o n   T hi s  paper   has   bee n r e v i e w ed  b y   t h e r e ne w a bl e e ner g y   pl ant  f or  t he  t y p i c a l   di s t r i but i o s y s t em  w hi c h i s  t es t ed a n d pr opos e d s om k i nds  o f  t he pr ot ec t i on s y s t em .  t he i m pl em ent ed  pr ot ec t i on  s y s t em   w as   ov e r c ur r ent   r el a y s ,   d i r ec t i o na l   r el a y s   and   di s t anc pr o t e c t i on  r e l a y s ,   t h ef f ec t i v of   al l   t hes e   k i nd  of   pr ot ec t i o s t r at e gi es   ha v be en  r e v i e w e d,   di f f er ent   k i nd  of   pr ot ec t i on  has  t h ei r   o w n  ad v ant ag e an d i s ad v a nt ag e ,   f or  i ns t anc e,  t h e c om pl ex i t y ,   i m pl em ent at i on,  r es po ns e,  s el ec t i v i t y  an d s ens i t i v i t y ,  c os t ,  al l  t hes w er e t he c r i t er i a t hat  t h di f f er ent  s c hem e of  pr ot ec t i on s y s t em   been di s c us s ed .       A c k n o w l e d g e m e n t   T he aut hor s   w ou l l i k e t t hank  t he  Mi n i s t r y   of  H i g he r  E duc a t i o n,   Mal a y s i a ( MO H E ) ,   and t h e O f f i c e of  R es ear c h,  I nno v at i on,  C om m er c i al i z a t i on ,  C ons u l t a nc y  Ma nag e m ent  ( O R I C C ) ,   U ni v er s i t i   T un  H us s ei O n Ma l a y s i a   ( U T H M)   f or   f i nanc i al l y   s up por t i ng  t hi s   r es e ar c und er   t h e   F R G S  gr an t  N o.  15 29  and  I G S P  U 667 .       R ef er en ces   [1 ]   S en R ,  B hat t a c har y y a S C .  O f f - gr i d el ec t r i c i t y  gener at i on w i t h r enew abl e ener gy   t ec hn ol o g i es  i n I ndi a :   A n app l i c at i on of  H O M E R .   R enew abl e E ner gy .   201 4 ;   6 2:   3 88 - 98.   [2 ]   B ul l i v ant  T J ,  L ew  S A ,   T i er ne y  K J ,  i nv ent or s ;  M i l s pr ay ,  LL C ,  as s i gne e.   R enew a bl ene r gy   s y s t em U ni t ed S t at e s  pa t ent  U S   8, 53 9 , 724.   2013 .   [3 ]   B aghda di   F ,   M oham m edi   K ,   D i af   S ,   B ehar   O .   F ea s i b i l i t y   s t udy   and  e ner gy   c o nv er s i o n   anal y s i s   of   s t a nd - al o ne hy br i d r e new abl ener gy  s y s t em .   E ner g y  C o nv e r s i on  and  M anagem ent .  2 015 ;   105: 4 71 - 9.   [4 ]   K har e V ,  N em a S ,  B ar ed ar  P .   S ol ar w i nd  hy br i r enew abl e   ener gy   s y s t em :   A   r ev i ew .   R ene w a b l e a nd  S us t a i nab l e E n er g y  R ev i ew s .   2016 ;   58:   23 - 33 .   [5 ]   A per gi s   N ,   P ay ne  J E .   R e new abl ener gy ,   out p ut ,   C O   e m i s s i o ns ,   and   f os s i l   f ue l   pr i c e s   i C e nt r a l   A m er i c a:   ev i d enc f r o m   no nl i n ear   pa nel   s m o ot t r ans i t i o v ec t or   er r o r   c or r ec t i on  m od el .   E ner g y   E c onom i c s .  201 4 ;   42 :   2 26 - 32.   [6 ]   P f enni nger   S ,   K ei r s t e ad  J .   R e new abl es ,   n uc l ear ,   or   f o s s i l   f u el s S c ena r i o s   f or   G r eat   B r i t a i n’ s   p ow er   s y s t em  c o ns i der i ng  c os t s ,   em i s s i ons  and  ener gy  s e c ur it y.   A p pl i e d E ner gy .   2015 ;   15 2:   83 - 93 .   [7 ]   D . U th i ts u n th o m ,   T .  K ul w or a w ani c hpo ng.   D i s t an c e P r ot ec t i o n of  a R enew a bl e E n er gy  P l an t  i n   El e c t ri c   P ow er  D i s t r i but i on  S y s t em s .  I n t er nat i ona l  C onf er en c on P o w er  S y s t em  T ec hno l ogy .  2 010 .   [8 ]   M c G l ade  C ,   E k i ns   P .   T he  g eo gr aphi c a l   di s t r i b ut i on  of   f os s i l   f uel s   unu s ed  w hen  l i m i t i ng  gl o bal   w ar m i n g   t o 2 [ d eg]  C .  N at ur e .  20 15 ;   5 1 7( 7533) :   1 87 - 90.   [9 ]   Lee S ,   S pei g ht   J G ,  Loy al k a S K ,  edi t or s .  H andb oo k  of   al t er n at i v e f ue l  t e c hn ol o gi e s .   c r c  P r e s s ;   2014 .   [ 10]   P. M .  An d e rs o n ,  Po w e r Sy s t e m  Pro t e c t i o n ,  I EEE Pre s s . ,  M c G ra w - H i l l ,  1999 .   [ 11]   D as ht i  R ,  S a deh  J .  A c c ur ac y  i m pr ov e m ent  of   i m peda nc e bas e d f aul t  l o c at i on  m et hod  f or   p ow er   di s t r i but i on  net w or k   u s i n di s t r i but e d par am e t er   l i ne m o del .   I nt er n at i o nal   T r an s a c t i o ns   o E l e c t r ic al  E ner gy  S y s t em s .   2014 ;   24( 3) :   318 - 3 4.   [ 12]   H e rre ra - O ro z c o  A,  M o ra - F l ó re z  J ,  Pé re z - Lond oño S .  A n i m p edan c e r e l at i on i ndex  t o pr edi c t  t he  f aul t   l oc a t or   per f or m a nc e c on s i d er i ng di f f er ent  l oad m ode l s .   E l ec t r i c  P ow er  S y s t em s  R es ear c h.   2014 ;   1 07:   199 - 20 5.   [ 13]   J   H o r ak ,   W   B ab ic .   D i r ec t i on al  O v er c ur r ent  R el a y i n g ( 6 7)  C onc ept s .   I EEE  R u ra l  El e c t ri c  P o w e C onf er en c e .   200 6.   [ 14]   H H   Z ei nel d i n,  E . F .  E l - S a ad any ,   M . M .A . S a l a m a P r ot e c t i v e R el a y  C oor di nat i on f or   M i c r o - G r i O per at i o U s i ng   P a r t ic l S w a rm   O pt i m i z at i on .   I nt e r nat i ona l   C onf er en c e   on   P ow er   E ngi ne er i ng.   20 06;   152 - 15 7.   [ 15]   I. C h i l v e r s , N . J e n k i n s ,   P .  C r os s le y .   D i s t an c e r el ay i ng of  I l k V  c i r c u i t s  t o   i nc r e as e t h e i ns t a l l ed c apa c i t y   of  di s t r i bu t ed ge ner at i on .   l EE Pro c e e d i n g s   -   G ener at i on ,  T r ans m i s s i o n and D i s t r i b ut i o n.  20 05;  152( 1) :   40 - 46.   [ 16]   M c D onal d J D ,   W o j s z c z y k  B ,  F l y nn B ,  V ol oh I .  D i s t r i but i on  s y s t em s ,  s ub s t at i on s ,  and i n t egr at i on of   di s t r i but ed g ene r at i on .   In   E l ec t r i c al  T r an s m i s s i o n S y s t em s   an d S m ar t  G r i ds .   S pr i n ger  N ew  Y or k .   2013 7 - 68 .   [ 17]   L.  B l a c k b ur n.  P r ot e c t i v e R e l ay i ng:  P r i nc i pl e s  an d A pp l i c at i ons ,  M ar c el  D ek k er ,  1 987.   [ 18]   S. G .  Sri v a n i , V K .  P and ur ang a ,   c .R . A t l a D e v el opm ent   of  t h r ee  z one quadr i l a t er al  ada pt i v e di s t an c e   r el ay  f or  t he  pr ot ec t i on  of   p ar al l el  t r ans m i s s i on  l i ne .  I E E E  I nt er nat i onal  C onf er en c o n I nd us t r i al   T ec hnol o gy .  200 9.   [ 19]   Z i egl er  G .  N u m er i c al   di s t an c pr ot e c t i o n:  pr i nc i pl es   and  appl i c at i ons .  J o hn  W i l ey  &  S o ns ;   2 011 F e b 8.   [ 20]   G .  B o yl e .  R enew abl e  E ner gy :   P ow er  f or  S us t a i na bl F ut ur e,   O x f or d U ni v er s i t y  P r e s s ,  200 0.   [ 21]   T z i ouv ar as   D A ,   H ou  D .   O u t - of - s t ep  pr ot e c t i o f und am ent a l s   and  ad v an c em ent s .   I nP r ot e c t i v R el ay   E ngi ne er s ,   I EEE.   2 004  57t h A nnual  C onf e r en c e f or  20 04 ;   282 - 307   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   1 92     198   198   [ 22]   Bru n e l l o  G ,  KASZ T EN N Y  B.   D i s t a nc e  P r ot e c t i on o f  S er i es  C om pen s at ed L i ne s  P r o bl em s  a n d   S ol ut i ons .  I n2 8 T H  A nnua l   W e s t er n P r ot e c t i v e R e l ay  C onf er e nc e,  S pok ane .   200 1 .   [ 23]   G er s ,  J uan M E dw ar d J .  H ol m es .  P r o t ec t i on  of  E l ec t r i c i t y  D i s t r i but i on N e t w or k s ,   l E E   P r es s .  2004.   [ 24]   Z hi z he Z ,  D es h u C .  A n adapt i v e appr oac h i n di g i t al  d i s t anc e  pr ot ec t i on.   I EEE T ra n s a c t i o n s  on P ow er   D el i v er y .  199 1 ;   6( 1) :   1 35 - 42.   [ 25]   Li ang  F ,   J ey as u r y a B .  T r ans m i s s i on l i ne  di s t an c pr ot e c t i on  us i n g w av el et  t r an s f or m  a l gor i t hm .   I EEE  T r ans ac t i on s  on  P ow er  D e l i v er y .  20 04 ;   19( 2) :   545 - 53.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.