I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 7 ,   No . 1 A p r il   201 8 ,   p p .   4 0 ~5 1   I SS N:  2252 - 8792  DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 7 . i1 . pp 40 - 51          40       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JA P E   A F a ult   De tect io n  Techniqu e f o Se ries - c o m pensa ted  Lines by   TCSC du ring  P o w er S w ing       Sa ee d Re za ei 1 M o j t a ba   K he derz a deh 2 M a j id G a nd o m ka r 3   1,   3 F a c u l ty   o f   El e c tri c a En g in e e ri n g   De p a rt m e n t,   Isla m ic  A z a d   Un i v e rsit y   o f   S a v e h ,   Ira n   2 F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e ri n g   De p a rt m e n t,   S h a h id   Be h e sh ti   U n iv e rsit y ,   Ira n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   3 0 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   2 0 ,   2 0 1 8       T h e   p e rf o r m a n c e   o f   a   d istan c e   re la y   is   v e r y   su sc e p ti b le   to   p o w e r   sw in g .   In   o rd e t o   a v o id   g e n e ra ti n g   u n w a n ted   tri p   in   su c h   c o n d it io n ,   a   p o w e s w in g   b lo c k   f u n c ti o n   ( P S B)  is  u se d   in   d istan c e   re la y s.  Ho w e v e r,   i f   a   f a u lt   o c c u rs  in   p o w e s w in g   c o n d it i o n ,   t h e   re lay   sh o u ld   d isti n g u ish   t h e   f a u lt   f r o m   p o w e r   sw in g   a n d   g e n e ra te   tri p   ra p id ly .   De tec ti o n   a   f a u lt   in   a   s e ries - c o m p e n sa ted   lin e   b y   S e ries   Ca p a c it o ( S C)  d u rin g   th e   p o w e sw in g   is  m o re   c o m p li c a ted   th a n   in   a n   u n c o m p e n sa ted   li n e   d u e   to   c o m p lex   tran sie n ts  g e n e ra te d   b y   s e ries   c a p a c it o a n d   th e   M e tal Ox id e   V a risto (M O V o p e ra ti o n .   In   a   se ries - c o m p e n sa ted   li n e   b y   T CS C,   it   is  f u rth e c o m p li c a ted   d u e   to   n o n li n e a v a riatio n   o f   c o m p e n sa ti o n   lev e l   d u ri n g   p o w e s w in g   a n d   fa u lt ,   m o re o v e r,   non - u n iq u e   a p p li c a ti o n   m o d e   o f   T CS f o d iff e re n f a u lt w h ich   is   d e p e n d e n o n   f a u lt   c u rre n t.   T h is   p a p e r   e x a m in e s   a   m e th o d   b a se d   o n   n e g a ti v e   se q u e n c e   c u rre n t   to   d e tec ti n g   a ll   t y p e o f a u lt   d u rin g   p o w e s w in g   in   a   se ries - c o m p e n sa ted   li n e   b y   T C S C.   T h e   m e th o d   is  tes ted   f o r   d if f e r e n   T CS C - c o m p e n sa ted   p o w e s y st e m in c lu d e   S M IB  a n d   9 - b u 3 - m a c h in e   s y ste m s.  Diff e re n t y p e o f   f a u lt s,  i. e . ,   sy m m e tri c a l,   a s y m m e tri c a a n d   h ig h   re sista n c e   fa u lt o c c u rrin g   d u rin g   a   p o w e s w in g   a re   si m u late d   b y   M AT LAB/S IM UL INK   to   e x a m in e   th e   a lg o rit h m .   K ey w o r d :   Dis ta n ce   r ela y i n g   F au lt d etec tio n   P o w er   s w i n g   T C SC   ( T h y r i s to r   C o n tr o lled   Ser ies C ap ac ito r )   Co p y rig h ©   201 8   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Saee d   R ez ae i   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   Isla m ic  A z a d   Un iv e rsit y   o f   S a v e h ,   Felest i n   Sq r . ,   Sav e h ,   Ma r k az p r o v in ce ,   I r an   E m ail:  s a e e d re z a e i2 2 5 5 @g m a il . c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h f ast  d ev elo p m e n o f   p o w er   elec tr o n ic  tech n o lo g y   h a s   m an y   p o s s ib il ities   to   u s n e w   eq u ip m e n ts   in   o r d er   to   im p r o v u til izatio n   o f   ex is tin g   s y s te m s .   D u r in g   th p ast  d ec ad e,   s ev er al  co n tr o eq u ip m e n ts   as   Flex ib le  A C   T r an s m is s io n   S y s te m s   ( F A C T S),   h av b ee n   d esig n ed   an d   i m p le m en ted .   FAC T d ev ices  ca n   b u s ed   i n   o r d er   to   co n tr o th p o w er   f lo w ,   v o lta g r eg u latio n ,   a m b u lato r y   p o w er   co n tr o l,  tr an s ie n s tab ilit y   an d   d am p i n g   o s cilla tio n s   o f   p o wer   s y s te m s .   O n o f   t h s er ie s   F AC T d ev ices  is   T h y r i s to r   C o n tr o lled   Ser ies   C ap ac ito r   ( T C SC )   th at  i s   u s ed   f o r   i m p r o v tr an s m is s io n   ca p ac it y   o n   lo n g   l in e s .   A lt h o u g h   u s in g   T C SC ,   i m p r o v es  p o w er   tr an s m i s s io n s   ca p ac it y   an d   s y s te m s   s tab ilit y ,   it  ca n   ca u s es  p r o b le m s   in   p o w er   s y s te m s   p r o tectio n ,   esp ec iall y   d is ta n ce   p r o tectio n   [ 1 - 2 ] .   P o w er   s y s te m s   i n   s tead y   s ta te   o p er atio n ,   m ain ta in   b alan c b et w ee n   g e n er atio n   a n d   lo ad s .   I n   th is   co n d itio n   t h e   r o to r s   a n g le  o f   all  g e n er ato r s   d o n c h a n g e   a n d   t h e y   ar f i x ed .   I f   d is t u r b an ce   o cc u r s   i n   th e   s y s te m ,   s u ch   as  s w itc h i n g   o n   f au lt,  O n /o f f   g e n er ato r s   an d   la r g lo ad s ,   t h g e n er ato r 's  r o to r   an g les  o s cillate  to   f i n d   n e w   s tab le  p o in t.  T h i s   p h en o m en o n   i s   k n o w n   a s   p o w e r   s w i n g ,   w h ic h   ca n   ca u s g en e r ate  u n w an ted   tr ip   in   d is ta n ce   r ela y s .   Get  o u t   th e   lin f r o m   p r o d u cti v it y ,   ad d s   m o r e   d is tu r b an ce   to   t h s tatu s   q u o .   T h is   u n w a n ted   tr ip   in   p o w er   s w i n g   co n d itio n ,   w ill   b ev e n   h ar d er   p o w er   g r i d s   co n d itio n s   f o r   m ain tain in g   th s tab ilit y .   So   i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792       F a u lt De tectio n   Tech n i q u f o r   S eries - co mp en s a ted   Lin es b TC S C   d u r in g   P o w er S w in g   ( S a ee d   R eza ei )   41   o r d er   to   m ai n tai n   s y s te m   s tab ilit y ,   p o w er   s w in g   b lo ck in g   f u n ctio n   ( P SB )   in   d is ta n ce   r ela y s   is   co n s i d er ed   th at   w il l b lo ck   th d is tan ce   u n its   wh en   d etec t s   p o w er   s w i n g   [ 3 ] .   I f   f a u lt o cc u r s   i n   p o w er   s win g   co n d itio n ,   t h d is tan ce   r el a y   m u s t d etec t t h f au lt   an d   g e n er ate  tr ip   as  s o o n   a s   p o s s ib le.   Dete cti o n   o f   f a u lts   d u r i n g   p o w er   s w i n g   in   s er ie s   co m p e n s ated   lin i s   m o r e   co m p lica ted   t h an   in   a n   u n co m p e n s ated   li n e,   d u e   to   g en er a tio n   o f   v ar io u s   f r eq u en c y   co m p o n en ts   in   t h f au lt   s ig n al s   w h ic h   ar d ep en d   o n   t h f a u lt  t y p e,   f a u lt  lo ca tio n ,   le v el  o f   co m p en s atio n   a n d   p er f o r m an ce   o f   Var is to r   Me tal  Ox id ( MO V)   [ 4 ] .   A l s o ,   in   s er ies  co m p e n s a ted   lin b y   T C S C ,   it  is   m o r co m p licated   th a n   S C   co m p e n s ated   li n d u to   n o n li n ea r   v ar iatio n   o f   co m p en s atio n   lev el  a n d   u n - u n iq u ap p licat io n   m o d o f   T C SC   f o r   d if f er en t   f a u lt s   t h at  is   r elat ed   to   f a u lt  c u r r en [ 5 ] .   T h is   i m p o s es  d i f f icu lt y   to   d is ti n g u is h   f au lts   f r o m   p o w e r   s w in g .   T h er ar s ev er al  av ailab le  tech n iq u es  to   d etec t   f au l ts   d u r i n g   p o w er   s w i n g   in   u n co m p e n s ated   tr an s m is s io n   lin e s   [ 6 - 1 2 ] ,   th at   th e y   h a v li m i tatio n s   i n   p r es en ce   o f   s er ies  co m p e n s a tio n   d u to   t h n o n li n ea r   f u n ctio n i n g   o f   t h s er ie s   co m p en s ato r   co m b in a tio n   [ 1 3 - 1 4 ] .   A   tech n iq u e   in   t h b asis   o f   t h m a g n itu d o f   s w in g - ce n ter   v o ltag ( S C V)   an d   i ts   r ate  is   p r esen ted   to   d etec tio n   f au l ts   d u r in g   p o w er   s w i n g   [ 6 ] .   A   m et h o d   b ased   o n   v o lta g p h ase s   an g le   m o n ito r in g   at   t h r ela y   lo ca tio n   is   av ai lab le  to   d etec tin g   h ig h - r esi s tan ce   g r o u n d   f au lts   d u r i n g   p o w er   s w i n g   [ 7 ] .   f a u lt   d etec tio n   m et h o d   b ased   o n   s u p er i m p o s e d   co m p o n e n t s   o f   c u r r en t   is   p r esen ted   i n   [ 8 ] .   m e th o d   d ep en d ed   o n   esti m ated   r ate  o f   c h an g e   o f   r e s is ta n ce   a th e   r ela y   lo ca tio n   is   u s ed   to   d etec tio n   f a u lts   d u r i n g   t h p o w er   s w in g   [ 9 ] .   I n   [ 1 0 ] ,   cr o s s - b lo ck i n g   m eth o d   b ased   o n   d er i v ati v o f   t h t h r ee - p h ase   ac ti v a n d   r ea cti v p o w er   is   p r esen ted   to   d is tin g u i s h   s y m m etr ical  f a u lts   f r o m   p o w er   s w i n g .     A   s y m m etr ical  f a u lt  d etec to r   s ch e m i s   p r esen ted   o n   th b asis   o f   d ec a y i n g   d p r ese n ce   in   c u r r en t   w a v e f o r m s   d u r i n g   th e   p o w er   s w in g   [ 1 1 ] .   A   m et h o d   u s in g   a d ap tiv Neu r o - F u zz y   I n f er en c S y s te m   ( NFI S)   i s   p r o p o s ed   in   [ 1 2 ] .   T h is   m eth o d   h as  li m ited   p er f o r m an ce   to   d etec tio n   f a u lt s   d u r i n g   f a s p o w er   s w i n g   an d   i t   n ee d s   lar g n u m b er   o f   tr ai n in g   p atter n s .   I n   [ 1 3 ] ,   th ev al u atio n   a n d   p er f o r m a n ce s   co m p ar is o n   o f   d if f er en t   p o w er   s w i n g   d etec tio n   m et h o d s   f o r   s er ies - co m p e n s a ted   lin h a s   b ee n   s t u d ied .   T h R esu lt s   s h o w   th at  t h e   d ec r ea s in g   i m p ed an ce   al g o r ith m   w o r k s   b etter   f o r   th s er ies  c ap ac ito r   co m p en s ated   tr an s m i s s io n   li n e.   I n   [ 1 4 ] ,   m et h o d   b ased   o n   n e g ati v s e q u en ce   c u r r en t   f o r   d etec ti n g   f au lt  d u r in g   p o w er   s w i n g   i n   co m p e n s ated   li n es  b y   Ser ies  C ap ac ito r s   is   p r esen ted .   T h m et h o d   is   co m p ar ed   w it h   t h av ailab le  tec h n iq u es  a n d   it  is   f o u n d   th at  i is   ac cu r ate  an d   f a s t i n   d etec tin g   t h f a u lt s   d u r in g   t h p o w er   s w i n g .     I n   th is   p ap er ,   th af o r esaid   tech n iq u is   ex te n d ed   to   b a p p licab le  in   T C SC - co m p e n s ate d   s y s te m s .   T h p r o p o s ed   m e th o d   is   test ed   o n   Si n g le  M ac h i n I n f i n ite  B u s   ( S MI B )   s y s te m   an d   al s o   o n   9 - b u s   3 - m ac h i n e   p o w er   s y s te m .   Di f f er en t y p e s   o f   f a u lts   o cc u r r i n g   d u r in g   t h p o w er   s w i n g s y m m etr ical ,   as y m m etr ical,   a n d   h ig h   r esi s ta n ce   f a u lt s   ar s i m u lated   b y   M A T L A B /SIM U L I N to   v alid ate  th al g o r ith m .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h b asic  o p er atio n   o f   T C S C   ca n   b e x p lain ed   f r o m   th e   cir cu it  a n al y s i s   ea s il y .   I co n s is t s   o f   s er ie s   co m p e n s at in g   ca p ac ito r   s h u n ted   b y   T h y r is to r   C o n tr o lle d   R ea cto r   ( T C R ) .   T C R   is   a   v ar iab le  in d u cti v e   r ea cto r               co n tr o lled   b y   f ir in g   a n g le  α .   ( Fi g u r e   1) .           Fig u r 1 .   E q u iv ale n t c ir cu it o f   T C SC       Var iatio n   o f               w it h   r esp ec t to   α   is   g i v e n   b y :                                                                                ( 1 )     W h e r e :                                                                                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8 :   40 - 51   42   Fo r   th r an g o f   0   to   9 0   o f   α ,                s tar v ar y   f r o m   ac t u al  r ea ctan ce         to   in f i n it y .   T h is   co n tr o lled   r ea cto r   is   co n n ec ted   ac r o s s   th e   s er ies  ca p ac ito r ,   s o   th at  th v ar iab le  ca p ac itiv r ea ctan ce   is   p o s s ib le  ac r o s s   th e   T C SC   to   m o d if y   th tr a n s m i s s io n   lin i m p ed an ce   [ 1 5 ] .     2 . 1 .   I m peda nce  c ha ra ct er is t ics   Fig u r 2   s h o w s   t h i m p ed an ce   ch ar ac ter is tic s   cu r v o f   T C SC   d ev ice.   A s   ca n   b d ed u ce d   f r o m   t h i s   f i g u r e,   t h i m p ed a n ce   ch ar ac ter is tics   o f   T C SC   ca n   b i n   b o th   ca p ac iti v an d   i n d u cti v r eg io n   th r o u g h   v ar y i n g   f ir i n g   an g le  ( α )   [ 1 6 ] .     2 . 2 Dif f er ent   po s s ibl T CSC   m o de s   o f   o pera t io n durin g   a   f a ult   Dif f er en t p o s s ib le  T C SC   m o d es o f   o p er atio n   d u r in g   f a u lt c an   b s u m m ar ize  as f o llo w s :   C ap ac itiv e - b o o s m o d w i th o u MO co n d u c tio n Fo r   lo w   c u r r en t   o f   f ar   e n d   o r   h i g h   r esis ta n ce   f au lts ,   t h e   p r o tecti o n   f u n ctio n   o f   t h T C SC   d ev ice  d o es  n o w o r k th e r ef o r th T C SC   r e m a in s   co n s tan t l y   i n   it s   v er n ier   m o d o f   n o r m al  o p er atio n .   C ap ac itiv e - b o o s m o d w it h   MO co n d u c tio n Fo r   h ig h   f au l c u r r en t,  w h er t h f a u lt  c u r r en t   ex ce ed s   MO o p er atio n   t h r es h o ld   an d   it   is   n o t   en o u g h   f o r   T C SC   ch a n g m o d o p er atio n ,   MO o p er ates  f o r   d ec r ea s in g   t h v o ltag ac r o s s   t h ca p ac ito r .   T h MO is   f ast   en o u g h   to   co n d u ct  an d   r eset  w it h i n   h a lf   c y cle.   T h MO w o u ld   n o s h o r ci r cu it  o u t h ca p ac ito r   as  th cir cu it  b r ea k er   w o u ld .   T h is   co n d itio n   is   u s u all y   v er y   s h o r t b u m a y   b r ep ea ted   s ev er al  ti m e s   d u r i n g   t h f au l t p er io d .     B lo ck in g   m o d e:   W h e n   t h t h y r is to r s   ar n o tr i g g er ed   an d   ar k ep i n   n o n - co n d u cti n g   s tate,   t h T C SC   is   o p er atin g   i n   b lo ck i n g   m o d e.   I n   t h i s   m o d e,   th e   T C SC   p er f o r m s   li k f i x ed   s er i es  ca p ac ito r .   W h e n   th T C SC   d etec ts   a n   o v er v o ltag b y   t h MO c u r r en t,  t h T C R   b r an ch   s to p s   its   f ir i n g   s eq u e n ce   b y   p r o tectio n   f u n ctio n .   T h p r o ce s s   is   ef f ec ti v f o r   av o id in g   t h e   o v er   cu r r en t o f   th e   th y r is to r s   o r   ca p ac ito r   ca u s ed   b y   f l u ct u atio n   o f   th e   f ir i n g   a n g le   u n d er   th e   co n d iti o n   th a t h v o lta g p h ase   o f   t h ca p ac ito r s     ch an g es  s u d d en l y .   B y p as s   m o d e:  I n   th is   m o d e,   t h th y r is to r s   ar tr ig g er ed   co n tin u o u s l y   a n d   th T C R   b r an ch   co n d u ct s   in   t h w h o le  i n   o r d er   to   li m it s   th cu r r e n t o f   s o l id   an d   n ea r   s o u r ce   f au lts ,   w h er th f a u lt s   cu r r en t e x ce ed s   t h e   T C SC   c h an g m o d t h r es h o ld .   I n   t h i s   m o d th e   T C SC   v o lta g d ec r ea s e x tr e m el y   a n d   M OV  o p er atio n   i s   n o t   n ee d f u l [ 5 ] .           Fig u r 2 .   I m p ed an ce   c h ar ac ter is tics   c u r v o f   T C S C 0 <   <   clim =i n d u ct iv r e g io n α L li m   α   α Cli m = r eso n an ce   r eg io n   an d   α cl im < α 90= ca p ac itiv r eg io n .       2 . 3 .   P r o po s ed  f a ult  det ec t io n t ec hn iqu e   P o w er   s w in g   i s   b alan ce d   p h en o m e n o n ,   b u t a   s m all  p er ce n t ag o f   n eg at iv e - s eq u en ce   co m p o n en ts   o f   cu r r en (     )   is   f o u n d   d u to   s i g n al  m o d u la tio n   a n d   t h r elate d   p h aso r   co m p u ta tio n   tech n iq u e .   Fo r   u n b alan ce d   f au lts   d u r i n g   t h p o w er   s w i n g ,   s ig n if ican a m o u n o f   n e g ati v e - s eq u e n ce   cu r r en is   o b s er v ed .   I n   ca s o f   th r ee - p h ase  f a u lt  d u r i n g   th p o w er   s w i n g ,   n e g ati v e - s eq u en c cu r r en is   o b s er v ed   at  th in itial  p er io d   o f   th e   f au lt  d u to   tr an s ie n t s   in   t h cu r r en s i g n als  a n d   in   t h s u b s eq u en p er io d   d u to   th p r e s en ce   o f   m o d u lated   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792       F a u lt De tectio n   Tech n i q u f o r   S eries - co mp en s a ted   Lin es b TC S C   d u r in g   P o w er S w in g   ( S a ee d   R eza ei )   43   f r eq u en c y   co m p o n e n t s   b y   t h p o w er   s w i n g   [ 1 4 ] .     I is   e v id e n f r o m   t h p r ev io u s   d i s cu s s io n   t h at   n e g ati v e - s eq u en ce   cu r r en i s   a v aila b le  in   th e   co m p u tatio n   p r o ce s s   d u r in g   t h s w in g .   B u w i th   s m all   a m o u n o f   r e m ain in g   d u r in g   t h s w i n g   co n d itio n ,   a   ch an g i n   t h m a g n itu d o f   t h n eg ati v e - s eq u en ce   cu r r en t   (       - b ased   tech n iq u e   s u its   th e   p u r p o s e.   W i th   s u itab le  t h r es h o ld ,   th cu m u l ativ s u m   o f   th         b ased   tec h n iq u is   s e lecte d   in   t h is   p a p er   f o r   th f au lt   d etec tio n   d u r in g   s w i n g .   A   c u m u lat iv s u m   ( C U SUM)   is   v er s atile  tec h n iq u u s ed   f o r   ab r u p ch an g e   d etec tio n   in   v ar io u s   f ie ld s   [ 1 7 ] .   I is   to   b n o ted   th at  th C U SUM - b ased   ap p r o ac h   is   ap p li ed   f o r   tr an s m is s io n - lin f a u lt  d etec tio n   u s i n g   s a m p led   v alu e s   o f   th cu r r en t   s ig n a [ 1 8 ]   an d   h as  li m ita ti o n s   d u to   u n e v en   v ar iatio n   i n   s a m p le - to - s a m p le  m ag n it u d d if f er en ce   o f   cu r r e n d u r i n g   p o w er   s w i n g .   I n   t h i s   p ap er ,   C USUM  is   ap p lied   to   o b tain   g o o d   in d ex   f o r   f au l d etec tio n   d u r in g   th p o w er   s w i n g   w h er ch an g in   n eg at iv e -   s eq u en ce   c u r r en t i s   b ein g   u s ed   as th i n p u t si g n al.   T h co m p u tatio n   s tep s   f o r   th m et h o d   ar p r o v id ed :       ̅         ̅           ̅         ̅                           (2 )     W h er       is   t h n e g ati v e - s eq u e n ce   cu r r e n t;  α =                    an d           n d         ar e   th p h a s cu r r e n ts .   d er iv ed   s ig n al  is   o b tain ed   as:         = Δ |   ̅     |   |   ̅     |   |   ̅         |               (3 )     Fo r           ,   th p r o p o s ed   C USUM  te s t is e x p r ess ed   as:                                                            (4 )     w h er th i n d ex         r ep r esen ts   th test   s tati s tics   a n d   is   t h d r if p ar am eter   i n   it.  A   f a u lt i s   r eg i s ter ed   if :           >   h                     (5 )     W h er h   i s   co n s tan a n d   s h o u ld   b id ea ll y   ze r o .   I n   ( 4 ) ,   ε  p r o v id es  th lo w - p as s   f ilter i n g   ef f ec an d   in f lu e n ce s   th e   p er f o r m a n ce   o f   th d etec to r .   W h en             ,   th       v al u in cr ea s e s   b y   f ac to r   o f   t h d if f er e n ce   b et w ee n         an d   ε.   W ith   f u r th er   cu r r en s a m p les  a v ailab le,   th C U SUM  p r o ce s s   p r o v id es  an   ea s y   w a y   t o   d ec id o n   th f a u lt si t u atio n   b y   ap p l y in g   ( 5 ).   Af ter   ea ch   f au l d etec tio n   in d ex ,         is   r eset  to   ze r o .   Fo r   o n l y   th s w i n g   s it u atio n ,         w ill  b ze r o   as            .   T h s e lectio n   o f     an d   h   is   im p o r tan f o r   d eter m i n in g   th p er f o r m an ce   o f   th al g o r ith m .   I is   alr ea d y   d e m o n s tr ated   th a th o u g h   t h p o w er   s w i n g   is   b al an ce d   p h en o m e n o n ,   s m all  a m o u n o f   n e g ati v e - s eq u en ce   co m p o n e n o f   c u r r en i s   o b s er v ed   i n   t h p h aso r   e x tr ac tio n   p r o ce s s   w h ich   in cr e ases   s lo w l y   w it h   a n   in cr ea s o f   s w i n g   c y cle  s l ip   f r eq u en c y   [ 1 4 ] .   I n   th p r o p o s ed   C USUM - b ased   f au l d etec tio n   tec h n iq u e,   t h v alu o f   ε  is   s et  to   m ak       0   d u r in g   s w in g   ( b o th   s tab le  a n d   u n s tab le)   w h ich   f i n all y   h elp s   t o   m ai n tai n   t h e   f au l t d etec to r   in d ex         0.   I n   th i s   p ap er ,   th s etti n g   o f   ε =0 . 2 .   T h v alu o f   h   i s   s et  s u ch   t h at  t h al g o r ith m   ca n   m ain tai n   t h e   b alan ce   b et w ee n   d ep en d ab ilit y   v er s u s   s ec u r it y   a n d   s p ee d   v er s u s   ac cu r ac y   r eq u ir e m e n ts   o f   th r ela y in g   s ch e m e.   I n   th is   p ap er ,   th v a lu e   o f   h   i s   s et  at  0 . 3 5 ,   co n s id er in g   all  f o r ce   f au l s it u atio n s   d u r in g   t h p o w er   s w in g ,   f o r   ex a m p le,   h ig h   r esi s tan ce   f a u lt s   o cc u r r in g   at   th e   f ar   e n d   o f   t h li n w h e n   δ  i s   clo s to   1 8 0   ( th e   ch an g i n   m a g n itu d o f   f au lt  cu r r en i s   lo w d ep en d ab ilit y   i s s u e)   as  w el as   n o n   f au l s it u atio n s   s u c h   a s   lo ad   ch an g a n d   ca p ac ito r   s w itc h i n g   ( s ec u r it y   is s u e)   s u c h   t h at  t h p r o p o s ed   tech n iq u ca n   d is t in g u i s h   f a u lt s   f r o m   o th er   ev en ts   co r r ec tl y .   T h p r o p o s ed   m et h o d   is   b ased   o n   th C U SUM  ap p r o ac h   an d ,   th er ef o r e,   d is tin ctl y   mu c h   h ig h er   i n d ex   v a lu       is   o b tain ed   d u r in g   t h f a u lt.   T h is   f a u lt   d etec tio n   a lg o r it h m   is   test ed   f o r   d if f er en f au lts ,   d u r in g   t h p o w er   s w i n g   i n   co m p e n s ated   s y s te m s   b y   T C S C .   Usi n g   M A T L A B /SIM U L I NK  w i th   d is tr ib u ted   p ar am eter   li n m o d el,   d ata  w a s   g e n er ated .     T h cu r r en in p u ts   to   t h d is ta n ce   r ela y   ar f ed   f r o m   t h s ec o n d ar y   o f   cu r r e n tr an s f o r m er   w it h   1 0 0 0 :5   tu r n   r atio s .   T h n o n li n ea r   C T   m o d el  is   co n s id er ed   in   t h s i m u la tio n s .   A l s o   in   o r d er   to   esti m a te  th f u n d a m en tal   co m p o n e n lea s t - s q u ar tec h n iq u w it h   d ec a y i n g   d co m p o n en is   u s ed .   A   w i n d o w   o f   o n e - c y cle  d ata   s a m p les  i s   co n s id er ed   f o r   ea ch   p h aso r   co m p u tat io n   an d   d ata - s a m p li n g   r ate  is   m o d if ied   at  1   k Hz  f o r   th 5 0 - Hz   p o w er   s y s te m .   Seq u en ce   co m p o n en ts   w er esti m ated   co n s i d er in g   p h a s e - as  r e f er en ce .   T h co n v en tio n   u s ed   in   th is   p ap er   is   s u c h   t h at  th o u tp u t o f   th al g o r ith m   s h o u ld   b 1   f o r   f a u lt a n d   0   f o r   th n o - f a u lt si t u atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8 :   40 - 51   44       Fig u r 3 .   P r o p o s ed   tech n iq u f lo w ch ar t       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   I n   o r d er   to   d em o n s tr ate  t h f a u lt  d etec tio n   is s u es  d u r in g   p o w er   s w i n g   in   s er ie s - co m p e n s ated   lin e   b y   T C S C ,   test   s y s te m   [ 1 4 ]   s h o w n   i n   Fi g u r e   4   is   co n s id er e d .   B o th   L in e - 1   an d   L i n e - 2   ar e   7 5 co m p en s ated   b y   T C SC   ( w h e n   T h y r i s to r   s witch   is   o p en   o r   α = 9 0   d eg r ee )   a n d   t h C o m p en s ato r s   ar p lac ed   at  th e   m id - p o in t   o f   lin e s .   T h p r o tectio n   s ch e m o f   ea ch   s er ie s   ca p ac ito r   in cl u d in g   an   M OV  is   s h o w n   i n   Fi g u r e   4 .   T h s y s te m   d etails  ar p r o v id ed   i n   A p p en d ix   A .   T h s y s te m   w it h   th d is tr ib u ted   li n m o d el  i s   s i m u lated   u s in g   MA T L A B /SIM U L I NK.   T h p o w er   an g le  δ  h er r ef er s   to   th an g le  b et w ee n   t h v o lta g e s   at  b u s es  an d   N.   T h d is tan ce   r ela y   R   f o r   b r ea k er   B 1   is   co n s id er ed   f o r   th s tu d y .   A   th r ee - p h a s f a u lt  w it h   0 . 0 0 1 Ω   r esis tan ce   i s   cr ea ted   at  th n ea r   e n d   o f   L i n e - 2   at  5 s   an d   cl ea r ed   at  5 . 1 5 0   s   b y   o p en in g   b r ea k er s   B 3   an d   B 4 .   T h is   ca u s es   a   s ig n i f ica n p o w er   s w i n g   co n d itio n   i n   L i n e - 1   an d   i is   o b s er v ed   b y   t h r ela y   R .   D u r in g   t h is   co n d itio n ,   li n 1   tr an s f er   p o w er ,   th r ee   p h ase   cu r r en an d   α   v ar ies  w a v e f o r m s   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   5 ( a) ,   ( b )   an d   ( c ) ,   r esp ec tiv el y .   I is   w o r th   n o ti n g   t h at  t h b y p ass   b r ea k er s   o f   T C SC s   ar o p en   at  1 s   a n d   T C SC s   o p er ate  in   th eir   ca p ac ito r   m o d in   t h n o r m a l c o n d itio n .           Fig u r e   4.   SMI B   co m p en s ated   b y   T C S C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792       F a u lt De tectio n   Tech n i q u f o r   S eries - co mp en s a ted   Lin es b TC S C   d u r in g   P o w er S w in g   ( S a ee d   R eza ei )   45       ( a )   ( b )         ( c)   F ig u r 5 .   Op er atio n   o f   T C SC ( a)   Po w er   tr an s f er   b y   li n 1 ,   ( b )   T h r ee   p h ase  cu r r en t o f   li n 1,   ( c)   α   v ar ies o f   T C SC 1     3 . 1 .   L ine - to   g r o un d f a ult  in  t he  T CSC - co m p ens a t ed  li ne   T h alg o r ith m   is   test ed   f o r   lin e - to - g r o u n d   f a u lt  o f   ag - t y p w it h   f au l r esis tan ce   o f   0 . 0 0 1     in itiated   at  5 . 6   s   at   d is ta n ce   o f   2 6 0   k m   f r o m   th r ela y   lo ca tio n .   T h r esu lt s   ar s h o w n   in   F ig u r e   6 .   A s   a n   u n b ala n ce d   f au l t,  t h       o b s er v ed   d u r in g   t h f au lt  i s   s ig n i f ica n t.  T h in d ex   is   ze r o   b ef o r th e   in ce p tio n   o f   th e   f au lt  an d   a f ter   th at  its   v al u g r o w s .   T h o u tp u 1 ”  clea r l y   s h o w s   t h at  t h f a u lt  i s   d ete cted   af ter   1 2   m s   o f     f au lt in itiatio n .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )   Fig u r 6 .   R esu lts   o f   a n   ag - f a u l t: ( a)   Neg ativ s eq u e n ce   cu r r e n t (         o f   L in 1 ,   ( b )         I n d ex ,   ( c )   o u tp u t,    ( d )   Fau lt  d etec tio n   ti m e       3 . 2 .   T hree - ph a s f a ult  in t he  T CSC - co m pe ns a t ed  li ne   T h p o w er   s w i n g   an d   t h r ee - p h a s f a u lt s   ar b alan ce d   in   n at u r e.   I is   d if f ic u lt  to   d is tin g u is h     th r ee - p h ase  f a u lt s   d u r in g   t h p o w er   s w in g .   A   th r ee - p h ase  f au lt  cr ea ted   at  5 . 6 s   d u r in g   th p o w er   s w i n g   at  d is tan ce   o f   2 6 0   k m   f r o m   t h e   r ela y   lo ca tio n   i n   li n e - 1   is   u s ed   to   test   th al g o r ith m .   T h e   r esu lt s   ar s h o w n     0 2 4 6 8 10 12 - 3 0 0 0 - 2 0 0 0 - 1 0 0 0 0 1000 2000 3000 T i m e   ( s ) I a b ( A ) 0 2 4 6 8 10 12 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T i m e   ( s ) P o we r   [ M W ] 0 2 4 6 8 10 12 65 70 75 80 85 90 T i m e   ( s ) A lp h a   [ d e g ] 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 T i m e  ( s) N e g a tive  S e q C u r r e n ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 20 40 60 80 100 120 T i m e   ( s ) g I n d e x 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T i m e   ( s ) O u t p u t 5 .6 5 .6 0 2 5 .6 0 4 5 .6 0 6 5 .6 0 8 5 .6 1 5 .6 1 2 5 .6 1 4 5 .6 1 6 5 .6 1 8 5 .6 2 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e ( s) O u t p u t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8 :   40 - 51   46   in   Fi g u r e   7.   I n   th i n itial  p er io d   o f   th r ee - p h ase  f a u lt  d u to   t h tr an s ien in   th c u r r en s ig n als,         co m p u ted   w ill   n o b ze r o .   T h in d ex   as  th cu m u lat iv s u m   o f       ,   r em ain s   h ig h   f o llo w in g   th tr an s ien a ls o .   A s   o b s er v ed   f r o m   t h p lo t,  th in d ex       co m p u ted   is   h i g h   af ter   t h in ce p tio n   o f   th e   f a u lt  an d   is   ze r o   b ef o r it.  T h o u tp u t   1 ”  in   t h p lo t c lear l y   s h o w s   t h at  th f a u lt c a n   b d etec ted   af ter   6   m s   o f   f a u lt i n ce p tio n .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )   Fig u r e   7 : T h r ee - p h ase  f a u lt.  ( a )   Neg ativ s eq u e n ce   cu r r en t (         o f   L in 1 ,   ( b )         I n d ex ,   ( c)   Ou tp u t   o f   m et h o d ,   ( d )   Fau lt d etec tio n   ti m e       3. 3 T hree   ph a s f a ult  w it h h ig h f a ult  re s is t a nce  a nd   δ m a x     W h en   δ  i s   i n   it s   m a x i m u m   v alu e   ( clo s to   1 8 0   d eg r ee ) ,   th c u r r en t s   a n d   v o ltag e s   r ea ch   t h eir   m ax i m u m   a n d   m i n i m u m   v al u es  r esp ec ti v el y .   I f   f a u lt  o cc u r s   at  t h at  i n s tan t,  th c h a n g in   c u r r en a n d   v o ltag s i g n al s   w ill  b i n s i g n i f ican t.  A s   r es u lt,  t h d etec tio n   o f   f au lts   d u r i n g   δ  clo s to   1 8 0   is   v er y   d if f ic u lt   is s u [ 1 4 ] .   δ  at  6 . 2 5 0 s   is   at  it s   m ax i m u m   v al u s o   it  is   t h m o s d i f f ic u lt   s it u a t io n   to   d etec f a u lt,   w h e n   h i g h   r es is ta n ce   s y m m e tr ical  th r ee - p h ase  f au l t o cc u r s   at  6 . 2 5 0 s .           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )   Fig u r 8 .   T h r ee - p h ase  f a u lt  w i th   h i g h   f a u lt r es is ta n ce .   ( a)   3 p h ase  c u r r en t W av e f o r m   o f   L i n 1 ,   ( b )   n eg ativ s eq u en ce   c u r r en t (         o f   L i n 1   , ( c)         I n d ex ,   ( d )   Fau lt d etec tio n   ti m e       0 1 2 3 4 5 6 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 T i m e  ( s) N e g a tive  S e q C u r r e n ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 0 5 10 15 20 25 T i m e  ( s) g I n d e x 0 1 2 3 4 5 6 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T i m e  ( s) O u t p u t 5 . 6 5 . 6 0 2 5 . 6 0 4 5 . 6 0 6 5 . 6 0 8 5 . 6 1 5 . 6 1 2 5 . 6 1 4 5 . 6 1 6 5 . 6 1 8 5 . 6 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T i m e  ( s) O u t p u t O u t p u t   F   2 6 0 K M   3 P h   S M I B 0 1 2 3 4 5 6 7 - 3 0 0 0 - 2 0 0 0 - 1 0 0 0 0 1000 2000 3000 T i m e  ( s) I a b ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 T i m e  ( s) N e g a tive  S e q C u r r e n ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 5 10 15 20 25 T i m e  ( s) g I n d e x 6 .2 5 6 .2 5 5 6 .2 6 6 .2 6 5 6 .2 7 6 .2 7 5 6 .2 8 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e  ( s) O u t p u t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792       F a u lt De tectio n   Tech n i q u f o r   S eries - co mp en s a ted   Lin es b TC S C   d u r in g   P o w er S w in g   ( S a ee d   R eza ei )   47   T h r esu lts   o f   t h s i m u latio n   o f   s y m m etr ical  th r ee   p h a s f au lt  w it h   r esis ta n ce   o f   5 0   o h m s   at  d is tan ce   o f   2 6 0   k m   f r o m   t h r ela y   lo ca tio n   at  6 . 2 5 0 s   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   8 .   I n   s u c h   s i tu a tio n ,   t h o u tp u 1   s h o w s   co r r ec t f a u lt d etec tio n   a f ter   1 5   m s   o f   f au lt in itiatio n .     3. 4 .   Appl ica t io n t o   t he  m u lt i - m a ch ine 9 - bu s   s y s t e m   T o   test   th ab il it y   o f   th e   p r o p o s ed   m e th o d   f o r   m u lti  m ac h in e   p o w er   s y s te m   co m p en s ated   b y   T C SC ,   3 - m ac h i n e,   9 - b u s   s y s te m   [ 1 4 ] ,   s h o w n   i n   Fi g u r e   9 ,   is   co n s id er ed .   L i n 7 - 8   is   7 5 co m p en s ated   b y   T C SC   at  th m id - p o in t o f   lin e.   T h p r o tectio n   s ch e m o f   t h s e r ies ca p ac ito r   s i m u lated   i n   t h is   ca s co n s is t s   o f   an   MO V.   T h s y s te m   d etail s   a r g i v en   i n   A p p en d i x   B .   T h d is tan ce   r ela y   R 1   f o r   b r ea k er   B 1   is   co n s id er ed   f o r   th s t u d y .   A   tr a n s ie n t h r ee - p h ase  f au lt  w it h   0 . 0 0 1 Ω   f au lt   r esis ta n ce   is   cr ea ted   o n   li n 4 5   at  5 s .   T h f au lt  i s   clea r ed   at  5 . 1   s   b y   o p en i n g   b r ea k er s   B 3   an d   B 4 .   Af ter war d s   B 3   an d   B 4   B r ea k er s   ar clo s ed   at  5 . 2 5 s   b y   o p er atio n   o f   r ec lo s er   s y s te m .     T h is   ca u s es  s i g n if ican p o w er   s w i n g   co n d itio n   f o r   r elay   R 1 .   T h T r an s f er   p o w er   b y   li n 7 - 8 ,   th r ee   p h ase   cu r r en an d   th v ar iat io n   o f   α   at  r elay   R 1   d u r in g   th p o w er   s w i n g   ar s h o w n   i n   Fig u r e   1 0 ( a) ,   ( b )   an d   ( c) ,   r esp ec tiv el y .   Di f f er e n t f a u lt s   ar s i m u lated   o n   lin 7 8   to   test   th e   alg o r ith m .           Fig u r 9 .   9   b u s - 3   m ac h i n s y s t e m   co m p en s ated   b y   T C SC   i n   l in 7 - 8           ( a)   ( b )         ( c)   Fig u r 1 0 .   A   tr an s ien t t h r ee - p h ase  f au l w it h   0 . 0 0 1     f au lt r e s is ta n ce   o n   li n 4 5   at  5 s .   ( a)   P o w er   T r an s f er   b y   L i n 1 ,   ( b )   th r ee   p h ase  cu r r en t   o f   L i n 1 ,   ( c)   v ar iatio n   o f   α   0 5 10 15 0 100 200 300 400 500 T i m e  ( s) P o w e r  [ M W ] 0 5 10 15 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 T i m e  ( s) I a b c( A ) 0 5 10 15 65 70 75 80 85 90 T i m e  ( s) A l p h a  [ d e g ] Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8 :   40 - 51   48   3. 5 T hree - ph a s f a ult  in  t he  T CSC - co m pe ns a t ed  li ne   A   t h r ee - p h ase  f a u lt  w ith   0 . 0 0 1   Ω   f au l r esis tan ce   is   cr ea ted   at  5 . 6 s   at  d is ta n ce   o f   2 6 0   k m   f r o m   t h e   r ela y   lo ca tio n   o n   l in 7 - 8 .   T h r esu lt s   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   1 1 .   T h o u tp u 1 ”  in   t h e   p lo clea r l y   s h o w s   t h at   th f a u lt c a n   b d etec ted   af ter   6 m s   o f   f au lt   in ce p tio n .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )   Fig u r 1 1 .   A   tr an s ien t t h r ee - p h ase  f au l w it h   0 . 0 0 1     f au lt r e s is ta n ce   o n   li n 7 - 8   at  5 . 6 s .   ( a)   n eg ati v s eq u en ce   cu r r en t (         o f   L i n 7 - 8   , ( b )         I n d ex ,   ( c)   o u tp u t o f   t h m et h o d ,   ( d )   f au lt d etec tio n   ti m e .       3. 6 T hree   ph a s f a ult  w it h h ig h f a ult  re s is t a nce   T o   test   th tec h n iq u e,   t h r ee   p h ase   f a u lt   w it h   f a u lt  r e s is ta n ce   1 0 0 Ω   is   in i tiated   at  5 . 6 s   d u r in g   t h e   p o w er   s w i n g   at   d is tan ce   o f   2 6 0   k m   f r o m   t h r ela y   lo ca tio n .   T h r es u lts   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   1 2 .   T h o u tp u t   1 ”  s h o w s   co r r ec t f au l t d etec ti o n   af ter   1 4   m s   o f   f a u lt i n itiatio n .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )   F ig u r 1 2 : A   tr an s ie n t th r ee - p h ase  f au l w it h   0 . 0 0 1 Ω   f au lt r esis ta n ce   o n   li n 7 - 8   at  5 . 6 s .   ( a)   n eg ati v s eq u en ce   cu r r en t (         o f   L i n 7 - , ( b )         I n d ex ,   ( c)   o u tp u t o f   t h m et h o d ,   ( d )   f au lt d etec tio n   ti m e         0 1 2 3 4 5 6 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 1 .2 1 .4 T i m e  ( s) N e g a tive  S e q C u r r e n ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 T i m e  ( s) g I n d e x 0 1 2 3 4 5 6 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T i m e  ( s) O u t p u t 5 .6 5 .6 0 1 5 .6 0 2 5 .6 0 3 5 .6 0 4 5 .6 0 5 5 .6 0 6 5 .6 0 7 5 .6 0 8 5 .6 0 9 5 .6 1 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e  ( s) O u t p u t 0 1 2 3 4 5 6 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T i m e  ( s) N e g a tive  S e q C u r r e n ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 1 .2 1 .4 T i m e  ( s) g I n d e x 0 1 2 3 4 5 6 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e  ( s) O u t p u t 5 .6 5 .6 0 2 5 .6 0 4 5 .6 0 6 5 .6 0 8 5 .6 1 5 .6 1 2 5 .6 1 4 5 .6 1 6 5 .6 1 8 5 .6 2 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e  ( s) Ou tp u t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792       F a u lt De tectio n   Tech n i q u f o r   S eries - co mp en s a ted   Lin es b TC S C   d u r in g   P o w er S w in g   ( S a ee d   R eza ei )   49   3. 7 E v a lua t io o f   t he  perf o r m a nce   o f   t he  a lg o rit h m   f o f a ult  det ec t io d uring   p o w er   s w ing   in  t he  ind uct o m o de  o f   T CSC  d ue   t o   hig h f a ult  curr ent   I n   o r d er   t o   ev alu ate  th b eh a v io r   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   d etec tin g   f a u lt  d u r i n g   p o w er   s w i n g   w h ile  th s ev er it y   o f   t h f au lt  cu r r en ca u s e s   c h an g i n   t h e   ap p licatio n   m o d o f   T C SC   ( t o   in d u cto r   m o d e)   a   s y m m etr ical  t h r ee - p h ase  f a u lt  w it h   0 . 0 0 1 Ω   r esis ta n ce   at  d i s tan ce   o f   4 0   k m   f r o m   t h r ela y   lo ca tio n   o n   li n 8 - 7   is   cr ea ted .   T h s i m u la tio n   r esu lt s   ar s h o w n   i n   Fig u r e   1 3 .   Ou tp u 1 ”  s h o w s   co r r ec f au lt  d etec tio n   af ter   3   m s   o f   th f au lt in ce p tio n .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )           ( e)   ( f )       F ig u re   1 3 .   A   th re e - p h a se   f a u lt   d u r in g   p o w e sw in g   o n   li n e   7 - 8   (a )   P o w e T ra n sfe b y   L in e   7 - 8,   ( b )   v a riatio n   o f   α ,   (c )   n e g a ti v e   se q u e n c e   c u rre n (         o f   L in e   7 - 8   , ( d )         In d e x ,   (e )   o u t p u o f   th e   m e th o d ,   (f )   f a u lt   d e tec ti o n   t im e       4.   CO NCLU SI O N   m et h o d   b ased   o n   C USU o f   n eg ati v s eq u e n ce   c u r r en alr ea d y   p r o p o s ed   f o r   f a u lt  d etec tio n   d u r in g   p o w er   s w i n g   i n   Ser ie s   C ap ac ito r   co m p e n s ated   li n e s   is   ex te n d ed   f o r   co m p e n s ate d   lin es   b y   T C S C .   P er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   d if f er e n s y m m e tr ical  an d   as y m m e tr ical  f au l ts   in   th co m p e n s a ted   s y s te m   b y   T C SC   is   a n al y ze d   an d   its   ac c u r ac y   a n d   s p ee d   i s   ev al u ated .   T h ad v an ta g es   o f   th i s   m et h o d   ar e     as f o llo w s :   a.   Hig h   s p ee d   an d   h i g h   ac c u r ac y   o f   t h is   m et h o d   f o r   d etec tin g   d if f er en s y m m etr ical  a n d   as y m m etr ical  f au lts   d u r i n g   p o w er   s w i n g   in   c o m p e n s ated   li n es b y   T C S C .   b.   T h lack   o f   s en s i tiv it y   o f   t h e   m e th o d   to   n o n - lin ea r   o p er atio n   o f   th co m p en s ato r   an d   n o n lin ea r   v ar ie s   r ea ctan ce   o f   t h T C S C ,   as   w ell   as   n o n - li n ea r   b eh a v io r   o f   MO V   i n   t h f a u lt   an d   a   p o w er   s w i n g   co n d itio n s .   c.   T h f ast  d etec tio n   o f   h ig h   r esi s tan ce   f au lts   d u r i n g   p o w er   s win g   e v e n   w h e n   th f a u lt  o cc u r s   at  δ  clo s to   1 8 0   d eg r ee s .   d.   No   d ep en d en c y   o n   co n f i g u r ati o n   co m p lex it y   o r   th n ee d   f o r   w id esp r ea d   s t u d ies.       0 1 2 3 4 5 6 7 - 5 0 0 0 500 1000 1500 2000 T i m e  ( s) P o w e r  [ M W ] 0 1 2 3 4 5 6 7 40 50 60 70 80 90 T i m e  ( s) A l p h a  [ d e g ] 0 1 2 3 4 5 6 7 0 2 4 6 8 10 T i m e  ( s) N e g a tive  S e q C u r r e n ( A ) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 T i m e  ( s) g I n d e x 5 .6 5 .6 0 1 5 .6 0 2 5 .6 0 3 5 .6 0 4 5 .6 0 5 5 .6 0 6 5 .6 0 7 5 .6 0 8 5 .6 0 9 5 .6 1 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e  ( s) O u t p u t 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 T i m e  ( s) O u t p u t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.