I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   6 ,   No .   6 Dec em b er   201 6 ,   p p .   2 5 2 6 ~ 2 5 3 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 6i 6 . 1 1 4 1 8          2526       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Protect io n Coo rd ina tion a nd An ti  I sla nding  P ro tec ti o n Solu tion   for Bio m a ss   Pow e r P la nt   Co nnec te d on Distr ibution   Netw o rk       Sret e   Ni k o lo v s k i ,   M a rk o   Vuk o bra t o v ić,   L j ub o m ir  M a j d a nd žić   P o w e En g in e e rin g   De p a rtm e n t ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g   Co m p u ti n g   a n d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y Os ij e k ,   Cro a ti a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Sep   1 2 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Sep   26 ,   2 0 1 6     P r o tec ti o n   c o o r d i n a ti o n   a w e ll   a a n ti - islan d   p ro tec ti o n   p lay   si g n if ica n ro le   in   th e   p ro c e ss   o f   b io m a ss   p o w e p lan c o n n e c ti o n   o n   th e   d istri b u ti o n   n e tw o rk .   Distrib u ti o n   g e n e ra ti o n   islan d   o p e ra ti o n   i n   Cr o a ti a   is  u n a c c e p tab le   a c c o rd in g   to   th e   e x isti n g   Na ti o n a g rid   c o d e   P a p e p re se n ts  a   p ro tec ti o n   c o o rd i n a ti o n   o f   a ll   p a ss iv e   p ro te c ti o n u se d   in   t h e   re a b io m a ss   p o w e p lan a n d   c o n n e c ted   d istri u b u ti o n   n e t w o rk   f e e d e r.   S h o rt - c ircu i ts  th re e   p h a se ,   tw o   p h a se   a n d   sin g le  li n e   to   g ro u n d   f a u lt a n d   g e n e ra to islan d in g   sim u latio n h a v e   b e e n   p e r f o rm e d   a n d   sim u late d   in   th e   ti m e   d o m a in   a th e   d if f e r e n n e tw o rk     lo c a ti o n u si n g   DIg S IL EN T   P o w e r   F a c to ry   so f t w a re .   T h e   ti m e - c u rre n p lo ts   c o o r d in a t io n   o f   p r o tec ti v e   d e v ice a re   m a d e   u sin g   S m a rt   P DC   m o d u le i n   Eas y   P o w e P ro tec to r   so f twa re   to o l.   K ey w o r d :   An ti i s lan d i n g   B io m a s   p o w er   p lan t   C o m p u ter   s i m u la tio n   Dis tr ib u tio n   n et w o r k   P r o tectio n   d ev ices   T im cu r r e n t c u r v es   Co p y rig h ©   2 0 1 6   In stit 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 :   Sre te  Nik o lo v s k i,    Dep ar t m en t o f   P o w er   E n g in ee r in g ,   Facu lt y   o f   E lectica l E n g in ee r i n g ,     J o s ip   J u r a j   Stro s s m y er   U n i v er s it y   o f   Osi j ek ,   K.   T r p im ir 2 B ,   3 1 0 0 0   Osi j ek ,   C r o atia.   E m ail: sr ete. n i k o lo v s k i @ et f o s . h r       1.   I NT RO D UCT I O N   B ef o r th e   in te g r atio n   o f   t h r en e w ab le  p o w er   p lan ts   to   d is t r ib u tio n   n et w o r k ,   it   is   n ec e s s a r y   to   m a k e   s tu d y   o f   co o r d in atio n   an d   s etti n g   o f   all  p r o tecti on   d e v ices  to   m ee t h co n d itio n s   o f   s elec t iv it y ,   f ast   o p er atio n ,   r eliab ilit y   a n d   th e   r ed u n d an c y .   P ar ticu lar l y   i m p o r tan is   th an ti - i s la n d in g   p r o tectio n .   I n   th e   liter atu r e,   th p r o b le m   o f   p ass iv a n d   ac tiv m et h o d s   o f   p r o tectio n   o f   is o lated   o p er atio n   is   w ell     elab o r ated   [ 1 - 4 ] . N ew   m eth o d s   o f   ac t iv e   p r o tectio n   esp ec ial l y   f o r   P p o w er   p la n ts   ar b as ed   o n   3 r d   h ar m o n ic   co m p o n e n o f   o u tp u c u r r en t o   d iag n o s an   an ti  is lan d i n g   [ 5 ] .   A ls o ,   an   alg o r it h m   w h ic h   i s   co m b in atio n   o f   s lip   m o d f r eq u en c y - s h i f ( S MS)   an d   r ea cti v p o w er   v er s u s   f r eq u e n c y   ( Q− f )   r ep r esen t s   an   ac t iv m et h o d   f o r th is la n d in g   p h e n o m e n a   d etec tio n   [ 6 ] .   p a s s i v i s la n d in g   d etec tio n   s c h e m f o r   b o th   s y n c h r o n o u s   a n d   in v er ter   b ased   d is tr ib u ted   g e n er atio n s   in ter f ac ed   to   a   m ic r o g r id   u s i n g   Dec is io n   T r ee   m et h o d   is   p r esen ted     in   [ 7 ]   Fo r   s y n h r o n o u s   g en er ato r s ,   d i f f er en n e w   al g o r ith m s   ar i n v esti g ated ,   f o r   ex a m p le  i t h e   p ap er   [ 8 ] ,   an   alg o r it h m   th at  ca n   d etec t h is lan d i n g   co n d itio n   b ased   o n   lo ad   v o ltag u s in g   d   an d   q - co m p o n en t s   o f   lo ca l   lo ad   v o ltag e h as  b ee n   p r o p o s ed .   I n ter esti n g   s o lu tio n   f o r   an ti - is la n d i n g   p r o tectio n   w as  p r es en ted   in   [ 9 ] ,   n e p ass iv e - b ased   is lan d i n g   d etec tio n   m e th o d ,   ac co r d in g   to   ch an g i n   V DG Q DG   i n d ex .   P ap er   [ 1 0 ]   p r esen ts   p ass iv e   is la n d i n g   d etec tio n   m eth o d   b ased   o n   th e   ch a n g o f   th e   5 th   h ar m o n ic   v o lta g m a g n i tu d at   t h p o in t   o f   co m m o n   co u p lin g   b et w ee n   th eg e n er ato r   an d   th g r id .   co n n ec t io n .   P r o tectio n   c o o r d in atio n   an d   in te g r atio n   o f   P p o w er   p lan i n   d is tr ib u tio n   n et w o r k   w as  w e ll  p r es en i n   [ 1 1 ] .   T h is   p ap er   w il p r esen p r o tectio n   co o r d in atio n   an d   a n ti   is la n d in g   p r o tectio n   f o r   b io m a s s   p o w e r   p lan u s i n g   m o d if ied   m et h o d   f r o m   [ 1 0 ] .   C r iter ia   f o r   o v er cu r r en t p r o tectio n   co o r d in atio n   w er f o llo w ed   f r o m   C r o atian   Natio n al  Gr id   co d lit [ 1 2 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P r o tectio n   C o o r d in a tio n   a n d   A n ti I s la n d in g   P r o tectio n   S o lu tio n   fo r   B io ma s s   P o w er    ( S r ete  N iko lo vski )   2527   2.   T E CH N I CA L   DE SCR I P T I O O F   B I O M ASS P O WE P L ANT   T h e b io m as s   p o w er   p lan o f   6 . 3   1 0   ( 2 0 )   k o f   Sla v o n ia n   ti m b er   i n d u s tr y ,   h er ein a f ter   Sla v o n ia  DI ,   is   t h co g e n er atio n   p la n i n teg r ated   in to   th d i s tr ib u tio n   s y s t e m   o f   C r o atio n   d is tr ib u tio n   s y s te m   o p er ato r - HE P   ODS   E lek tr a,   th d is tr ib u tio n   ar ea   o f   Slav o n s k iB r o d .   T h in s talled   ca p ac it y   o f   th p la n i s   Sn = 6   MV A ,   w i th   n o m i n al co s φ = 0 . 8 5 ,   an   ac ti v e   p o w er a t h g en er ato r   ter m i n als  i s   P = 4 . 6 6   k W .   Gen er ato r   is   s y n c h r o n o u s ,   th r ee - p h ase,   r ated   v o ltag e   U n 6 . 3   k V,   eq u ip p ed   w it h   r o ta tio n   co n tac tles s   s y s te m   o f   e x citatio n   a n d   v o ltag e   r eg u lat io n .   T h r ated   s p ee d   o f   g e n er ato r   is n n 1 5 0 0   r ev /m i n   an d   ef f icie n c y   f o r   r etes v ak u es  i s   is   9 7 %.  C o g e n er ati o n   p lan p r o d u ce s t h er m al  e n er g y   f r o m   b io m as s   f o r   its   o w n   n ee d s ,   an d   elec tr i cit y   f o r   th n ee d s   o f   th s u r r o u n d i n g   co n s u m er s .   T h f ac ilit y   h a s   co n tr a ct  w it h   H R OT E -   C r o atian   elec tr icit y   m ar k et     o p er ato r   [ 1 2 ] .   A ll  s y s te m   i s   m o d eled   in   t h p u r c h ase   o f   elec t r i cit y   ( NN   6 3 /1 2 )   as a   p r iv ileg ed   p o w er   p r o d u ce r   in   th ca te g o r y   o f   p o w er   p r o d u ce r   1 0 0 1   k W   to   5 0 0 0   k W .   T h p lan n ed   an n u al  ele ctr icit y   p r o d u s tio n   is   3 2   0 0 0   MW h   w it h   t h e x p ec ted   av ail ab ilit y   o f   8 2 0 0   h   p er   y ea r ,   an d   4 0 1 5 0   MW h   o f   th er m a l e n er g y   at  t h le v el  o f   h o t   w ater   ( 1 6 0 - 1 8 0 °C )   an d   1 7 3 7 0   MW h   at  th le v el  o f   h o w a ter   ( 9 0 - 1 1 0 °C ) .   T h is   p lan t   b elo n g s   to   t h t y p e   o f   s tea m   p o w er   p la n t s   w it h   co m b in ed   c y cle   in   w h ic h   f u e i s   b u r n ed   i n   s tea m   b o iler ,   an d   p r im m o v er   is   s tea m   tu r b i n e.   I n   ad d itio n   to   g en er atin g   el ec tr ic it y ,   it  also   g e n er ates   s tea m ,   a n d   in d ir ec tl y ,   it  g e n er ates  th h o w ater   u s ed   f o r   h e atin g   an d   tec h n o lo g ical  p r o ce s s es  w it h i n   th p la n t   ti m b er   i n d u s tr y .   D u e to   t h co m b in ed   p r o d u ctio n   o f   h ea a n d   elec tr icit y   ( co g e n er atio n ) ,   co ef f ic ien t   o f   f u el   ef f ici en c y   u p   to   9 0 is   ac h i ev ed .   T o   allo w   g r ea ter   f le x ib ilit y   i n   o p er atio n ,   co n d en s in g   t u r b in es  w i th   co n tr o lled   s tea m   e x tr ac tio n   ar u s ed .   S u ch   t u r b in e s   en ab le  a   ch an g i n t h elec tr icit y   an d   t h er m al  p o w er   r atio   d ep en d in g   o n   t h lo ad ,   an d   c o n s is o f   h i g h - p r es s u r a n d   lo w - p r ess u r p ar t.   I n   t h co m b i n ed   p r o d u ctio n ,   all   s tea m   s u p p lied   f r o m   t h b o il er   f ir s e x p an d s   in   th h i g h - p r ess u r co n d e n s at io n   t u r b in e.   T h is   s tea m   is   af ter   ex p an s io n   b y   th h ea ex c h a n g er ,   w h ich   ac as  ca p ac ito r s ex p lo ited   f o r   th tech n o lo g ic al  p r o ce s s es  in   th e   in d u s tr y   ( h ea tin g ,   co o k i n g   a n d   d r y in g   o f   w o o d   m as s ) ,   w h i l th r est  g o es  to   t h lo w   p r es s u r t u r b in e.   A th e   en tr an ce   i n to   th lo w   p r es s u r tu r b in e,   g ate  v al v w h ich   r eg u lates  t h a m o u n o f   s tea m   f o r   ex p an s io n   i s   p o s itio n ed .   C o n s tan p r e s s u r e   o f   th s tea m   ca n   b m ain tain e d   b y   c h an g i n g   th a m o u n o f   s tea m   ( s u b tr ac ti n g )   v ia  ab o v m e n tio n ed v alv e f o r   ch an g i n g   th e   s tea m   t h r o u g h   th elo w   p r ess u r t u r b in e,   t h a m o u n o f   v ap o r   i n   th e   h ig h - p r ess u r tu r b i n is   a f f ec t ed   ( Fig u r 1) .         Fig u r 1 .   T h Sch e m o f   C o g e n er atio n   P lan w i th   C o n d en s i n g   T u r b in w i th   T w o   R e g u la te d   A b s tr ac tio n s       w h er e :     1)   is   s tea m   b o iler   o n   w o o d   w a s te   ( b io m as s )   2)   is   co n d en s in g   t u r b in w it h   t wo   r eg u lated   ab s tr ac tio n s   3)   is   r ed u ce r   4)   is   g e n er ato r   5)   is   f ee d   w ater   tan k   6)   is   ch e m ical  w ater   tr ea t m en t   7)   is   r ed u cin g   co o lin g   s tat io n   8)   is   h i g h   p r ess u r t h er m al  s tatio n   9)   is   lo w   p r es s u r t h er m al  s tatio n   10)   is   air   co n d en s er   T h p lan t’ s   o f   o w n   co n s u m p ti o n   co g en er atio n   p lan t c o n s i s ts   o f   th f o llo w i n g   in d ep en d e n tl y   p o w er ed   s u b s y s te m s   w i th   th e ir   o w n   s u b s ec tio n s   o n   0 . 4   k V:  b o iler   p l an t,  la n d f i ll  a n d   tr an s p o r tatio n   o f   b io m a s s ,   tu r b i n p lan an d   elec tr o - f ilter .   On   th e   b asis   o f   th ese  d ata,   g en er ato r   p o w er   6 0 0 0   k VA   o f   r ated   v o lt ag o f   6 . 3   k w as   s elec ted   f r o m   I ND AR   m a n u f a ctu r er . T h co n n ec tio n   b et w ee n   t h g e n er ato r   an d   t h d is tr ib u tio n   n et w o r k   w i ll   b r ea lized   th r o u g h   tr a n s f o r m er s   6 . 3   1 0   ( 2 0 )   k ±   2 x 2 . 5 %,  en ab lin g   t h f u tu r tr a n s i tio n   to   th d is tr ib u tio n   v o ltag o f   2 0   k V.   Sin g le  lin e   d iag r a m   o f   b io m a s s   p o w er   p lan a n d   u t ilit y   T 3 5 /1 0   k s u b s ta tio n ,   1 0   k V   d is tr ib u tio n   n et w o r k   a n d   o w n   in d u s tr ial  p r o ce s s   u s in g   co g e n er atio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   2 5 2 6     2 5 3 7   2528           Fig u r 2 .   Sin g le  li n d iag r a m   o f   p o w er   p lan w iit h   o w n   in d u s tr ial  co n s u m er s   an d   d is tr ib u ti o n   n et w o r k       Gen er ato r   d ata  ar g iv en   i n   T ab le  1 :       T ab le  1 .     Gen er ato r   D ata   G e n e r e t o r   D a t a     T y p e   L S A - 710 - K / 4   R e a c t e n c e s   U n sat u r a t e   S a t u r a t e   R a t e d   p o w e r   6 0 0 0   k V A   S y n c h r o n o u s   X d   2 6 9   %   2 0 6 , 1   %   R a t e d   v o l t a g e   6 3 0 0   V   S y n c h r o n o u s X q   2 6 5 , 1   %   1 6 9 .0   %   R a t e d   c u r r e n t   5 4 9 , 9   A   T r a n si e n t   X 'd   2 7 , 4   %   2 5 . 9   %   P o w e r   f a c t o r   - c o s φ   0 , 8 5   S u b t r a n si e n t   X ''d   1 9 , 1   %   1 6 , 7   %   F r e q u e n c y   5 0   H z   S u b t r a n si e n t   X ''d   2 6 , 4   %   2 0 , 8   %   R a t e d   S p e e d   1 5 0 0   o / m i n   I n v e r se   X 2   2 2 , 2   %   1 8 , 5   %   M a x   s p e e d   1 8 0 0   o / m i n   Z e r o   X o   1 1 , 1   %   9 , 7   %   N r .   o f   p o l e s   4     p o l es   S t a t o r   l e k a g e X l   1 0 , 8   %   1 0 , 1   %   N r .   o f   p h a se s   3   T r a n s i e n t   t i me   c o mst a n t   T do '   1 , 9 3   s   C o n n e c t i o n   w y e   S u b t r a n s i e n t   t i me   c o n st a n t s   T do ' '   0 , 0 3   s   T e mp e r a t u r e   4 0   o C   S u b t r a n s i e n   t i me   c o n s t a n t   T qo ' '   0 , 1 7   s   C l a ss o f   i so l a t i o n   H / H   T r a n s i j e n t   tim e   c o n st a n t   T d'   0 , 2 4   s   Ty p e   o f   c o o l i n g   I C   3 1   S u b t r a n s i e n t   t i me   c o n st a n t s   T d' '   0 , 0 2   s       S u b t r a n s i e n t   t i me   c o n st a n t   T q' '   0 , 0 2   s       A r mat u r e   t i me   c o n s a n t   T a   0 , 0 8   s       D C   r e si st a n c e   o f   s t a t o r   a t   2 0   o C   R a   3 5 , 6 5   m Ω       D C   r e si st a n c e   o f   r o t o r a t   2 0   o C   R f   2 7 0 , 7   m Ω       Net w o r k   d ata  co n s is ts   o f   tr a n s f o r m er   d ata  an d   d is tr ib u tio n   li n es d ata  g i v e n   in   T ab le  2   an d   T ab le  3       T ab le  2 .     T r an s f o r m er   D ata   V o l t a g e   L e v e l   R a t e d   P o w e r   ( k V A )   R e l e t v e   S h o r t   C i r c u i t   u k   ( %)   C o n n e c t i o n   N u mb e r   o f   U n i t s   1 0 / 0 , 4   50   3 . 9 8   Y z n 5   2   1 0 / 0 , 4   1 0 0   o d   3 . 8   d o   4 . 0 3   Y z n 5   6   1 0 / 0 , 4   1 6 0   o d   3 . 9   d o   4 . 1 4   Y z n 5   5   1 0 / 0 , 4   2 5 0   o d   3 . 8 1   d o   4 . 4   Y z n 5   7   1 0 / 0 , 4   4 0 0   o d   3 . 8 4   d o   4 . 5   D y n 5   12   1 0 / 0 , 4   5 0 0   3 . 8 9   D y n 5   1   1 0 / 0 , 4   6 3 0   o d   3 . 9   d o   5 . 7 6   D y n 5   19   1 0 / 0 , 4   1 0 0 0   4   D y n 5   10         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P r o tectio n   C o o r d in a tio n   a n d   A n ti I s la n d in g   P r o tectio n   S o lu tio n   fo r   B io ma s s   P o w er    ( S r ete  N iko lo vski )   2529   T ab le  3 .   Dis tr ib u tio n li n D ata   V o l t a g e   Le v e l ( k V )   Ty p e   o f   Li ne   C r o ss  S e c t i o n   ( mm 2 )   A mp a c i t y   (A)   L i n e   L e n g t   8 k m)                       O v e r h e a d   l i n e   10   A l / F e   3   x   2 5   1 2 5   4 , 0 5 0   10   A l / F e   3   x   5 0   1 7 0   1 , 7 7 0   10   A l / F e   3   x   7 0   2 3 5   2 , 0 9 5   10   A l / F e   3   x   9 5   2 9 0   9 . 7 3 0   C a b l e s   10   I P O   1 3   3   x   7 0   2 0 5   0 , 3 0 0   10   I P O   1 3   3   x   9 5   2 5 5   0 , 1 0 0   10   I P O   1 3   A   3   x   1 2 0   2 9 0   0 , 4 8 0   10   P H P   8 1   2   x   ( 3   x   9 5 )   3 8 0   0 , 3 8 0   10   P P   4 1   A   3   x   9 5   2 4 5   0 , 2 0 0   10   P P   4 1   A   3   x   1 2 0   2 8 0   2 , 5 9 6   10   P P   4 1   A   3   x   1 5 0   3 2 0   3 , 2 5 0   10   X H 4 9   A   3   x   1 5 0   3 6 0   3 , 5 3 0   10   X H 4 9   A   3   x   1 5 0   3 6 0   0 , 6 1 0   10   X H P   4 8   A   3   x   1 5 0   3 3 5   1 , 2 1 2   10   X H P   4 8   A   4   x   1 5 0   3 4 5   3 , 7 8 5   10   X H P   8 1   A   3   x   1 2 0   3 1 5   4 , 9 8 0       I n   ac co r d an ce   w it h   t h T ec h n ical  co n d itio n s   f o r   co n n ec ti o n   o f   s m all  p o w er   p la n ts   to   th elec tr ic   p o w er   s y s te m   o f   C r o atia n   E lectr icit y   p o w er   i n d u s tr y   [ 1 ] ,   w h en   co n n ec ti n g   p o w er   p lan t s   o f   to tal  ca p ac it y   u p   to   an d   in clu d i n g   5 0 0 0   k W   p r o tectio n   s y s te m   co n s is t s   o f :   a.   Ov er cu r r en t stato r   p r o tectio n   I >   b.   Ov er cu r r en t g r o u n d   f al u lt r o o r   p r o tectio n   I E >   c.   Ov er v o lta g p r o tectio n   U>   d.   Un d er v o lta g p r o tectio n   U<   e.   Ov er f r eq u e n c y   p r o tectiio n   f >   f.   Un d er f r eq u e n c y   p r o tectio n   f <   g.   R ev er s   p o w er   p r o tectio n   P R >   h.   Un b alan ce   p r o tectio n   I i >   i.   Dif er en tial  p r o tectio n   Δ I >   j.   T er m al  p r o etctio n   θ>   k.   L o s t o f   e x itat io n   l.   P r o tectio n   o f   ex itatio n     I f > ,   m.   Ov er s p ee d   p r o tectio n   n >   n.   Un d er s p ee ed   p r o tectio n   n <   o.   An ti v ib r atio n   p r o tectio n   p.   P r o tectio n   o f   f au lt i n   s ec o n d ar y   cir cu it s   q.   C o o lin g   s y s te m   p r o tectio n           Fig u r 3 .   SIE ME NS 7 UM   6 2 1   Gen er ato r   P r o tectio n   an d   KONC AR   R F 6 5 2   Feed er   T e r m in al  Field s       Mu lti f u n ct io n al  m icr o p r o ce s s o r   r elay   SIP R OT E C   4   ty p 7 UM 6 2 1   is   s itu ated in   t h eb io m ass   p o w er   p lan t   1 0   k s w itc h i n g   b o x   J 2   to   p r o tect  th g en er ato r   o f   6 0 0 0   k V A   an d   b lo ck   tr an s f o r m er   o f     6 0 0 0   k VA ,   w h ile  t h r ela y s   KON Č A R   R FX  6 3 2     ar e   s itu a ted   in   a ll    o th er   s w i tch i n g   b o x es   in   p o w e r   p lan t,  s u b s tatio n s   an d   co n n ec tio n   d is tr ib u t io n   n e t w o r k   f ee d er   as s h o w n   i n   Fi g u r 3 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   2 5 2 6     2 5 3 7   2530   3.   T I M E   DO M AIN F AULT   A NALYS I S AN P RO T E CT I O SI M UL AT I O N   T h s i m u latio n s   a n d   ca lcu lati o n s   ar p er f o r m ed   b y   licen s e d   s o f t w ar DI g SIL E NT   P o w er   Facto r y   1 4 . 1   v er s io n s .   Ma lf u n ctio n s   o f   th r ee - p h ase  s h o r t - cir cu it,  tw o - p h ase  s h o r t - cir c u it  an d   s i n g le - l in to   g r o u n g   f au lts   w er p er f o r m ed   at  lo ca ti o n s :   a)   Si m u latio n   o f   t h r ee - p h a s s h o r t - cir cu it   an d   t w o - p h a s s h o r t - cir cu i t o n   t h ca b le  b et w ee n   T 3 5 /1 0   k V   B r o d   2   an d   s w itrc h y ar d Sla v o n ia  DI   1 0 ( 2 0 ) k V   b)   Si m u latio n o f t h r ee - p h ase  s h o r t - cir cu i t a n d   t w o - p h ase  s h o r t - c i r cu it o n   s w itch y ar d   Sla v o n ia  D I   1 0 ( 2 0 )   k V   c)   Si m u latio n o f t h r ee - p h ase  s h o r t - ci r cu i an d   t w o - p h a s s h o r t - c ir cu it o n   ca b le  b et w ee n   s w itc h y ar d s   Slav o n ia  DI   1 0 ( 2 0 )   k an d   th p lace   o f   co m m o n   co u p lin g .   d)   Si m u latio n   o f   th r ee - p h a s s h o r t - cir cu i an d   t w o - p h a s s h o r t - cir cu i t o n   1 0   k b u s b ar   -   p lace   o f   co m m o n   co u p lin g .   e)   Si m u latio n o f   th r ee - p h a s s h o r t - cir cu i a n d   t w o - p h ase   s h o r t - cir cu ito n 1 0   k b u s b ar - p o wer   p lan b lo ck   tr an s f o r m er   f)   Si m u latio n   o f   th r ee - p h ase  s h o r t - cir cu it  an d   t w o - p h ase  s h o r t - cir cu i t o n   1 0   k b u s b ar   - p o w er   p lan o wn   co n s u m p tio n   tr an s f o r m er   g)   Si m u latio n   o f   th r ee - p h ase  s h o r t - cir cu it  an d   t w o - p h ase  s h o r t - cir cu it  o n   1 0   k b u s b ar   T 1 0 /0 , 4   k i m p r eg n atio n   h)   C alcu latio n   o f   s i n g le - li n to   g r o u n g   f a u lt o n   1 0   k b u s b ar   o f   s w itc h y ar d   Sla v o n DI   1 0 ( 2 0 )   k   i)   C alcu latio n o f   s i n g le - li n to   g r o u n g   f a u lt o n   ca b le  b et w ee n   s w itc h y ar d s S lav o n ia  DI   1 0 ( 2 0 )   k an d   th p lace   o f   co m m o n   co u p lin g   j)   C alcu latio n o f   s i n g le - l in to   g r o u n g   f a u lt o n   1 0   k b u s b ar   - t h p lace   o f   co m m o n   co u p lin g   k)   C alcu latio n o f   s i n g le - l in to   g r o u n g   f a u lt o n   1 0   k b u s b ar   -   p o w er   p lan t b lo ck   tr an s f o r m er   l)   C alcu latio n o f   s i n g le - l in to   g r o u n g   f a u lt o n   1 0   k b u s b ar   o f   p o w er   p lan t o w n   co n s u m p tio n   tr an s f o r m er   m)   C alcu latio n   o f   s i n g le - li n to   g r o u n g   f a u lt o n   1 0   k b u s b ar   T S 1 0 /0 , 4   k i m p r eg n atio n   P   P ar q u et  f ac to r y   n)   C alcu latio n   o f   s i n g le - l in to   g r o u n g   f a u lt   o n   th b eg in n i n g   o f   th p ass i v s ta te m e n VP   1 0 - 3   ( Sv .   L o v r e)   f r o m   T S 3 5 /1 0   k B r o d   2   o)   C alcu latio n o f   s i n g le - li n to   g r o u n g   f a u lt o n   t h en d   o f   t h p ass i v s tate m e n VP   1 0 - 3   ( Sv .   L o v r e)   f r o m   T S 3 5 /1 0   k B r o d   2   Du to   th lac k   o f   s p ac e,   in   t h i s   p ap er   o n ly   f i v ca s es o f   s h o r t c ir cu it si m u latio n   w ill b p r esen ted :   a)   SC 1 th r ee - p h ase  s h o r t - cir cu i t   o n   ca b le  b et w ee n   T 3 5 /1 0   k B r o d   2   an d   th s w itc h y ar d   Slav o n ia  DI   1 0 ( 2 0 )   k V   b)   SC 3     th r ee - p h ase  s h o r t - cir c u i t o n   b u s b ar s   i n   R Slav o n ia  DI   c)   SC 7     th r ee - p h ase  s h o r t - cir c u i o n   b u s b ar s   in   R S c o g e n er atio n   p lan t Sla v o n ia  DI   d)   SC 1 1   th r ee - p h a s s h o r t - cir c u it    o n   1 0   k b u s b ar s   o f     p o w er   p lan t o w n   co n s u m p tio n   tr a n s f o r m er   A t h ti m ei n s ta n t = 1 0 0   m s   f r o m   t h b eg i n n i n g   o f   th s i m u l atio n ,     th t h r ee - p h a s s h o r t - ci r cu it  o f   i m p ed a n ce   0   Ω   at  th m id d le  o f   1 0   k c ab le  b et w ee n   T 3 5 /1 0   k B r o d   2   an d   s w itch y ar d   Sla v o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k is   p er f o r m ed :           Fig u r 4 .   R MS  Va l u es o f   C u r r en ts   D u r i n g   S h o r t Ci r c u it Si m u lati o n   f o r   C ase  S C 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P r o tectio n   C o o r d in a tio n   a n d   A n ti I s la n d in g   P r o tectio n   S o lu tio n   fo r   B io ma s s   P o w er    ( S r ete  N iko lo vski )   2531   T h f ir s t   o s cillo g r a m   in   th e   F ig u r e   4   s h o w s   th e   s h o r t - cir c u it  co n tr ib u tio n   o f   t h g e n er at o r   cu r r en t.  T h s ec o n d   o s cil lo g r a m   s h o ws  th c u r r en i n   ca b le  f r o m   t h h ig h - v o lta g o u t let  o f   p o w e r   p lan t.  T h th ir d   o s cillo g r a m   i n d icate s   th e   cu r r en b et w ee n   t h s ep ar atio n   o f   p o w er   p lan t   an d   s w itc h y ar d   S lav o n ia   DI   1 0   ( 2 0 )   k V,   an d   th f o u r t h   o s cillo g r am   d en o u n ce s   c u r r en to f   th ca b le   b et w ee n   T 3 5 /1 0   k B r o d   2   an d   s w itch y ar d   Slav o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k V.   A t   ti m t = 2 0 0   m s   f r o m   th s tar o f   th s i m u latio n   o v er cu r r en p r o tectio n   o f   th e   r ela y   in   th f ield   J 2   tr ip s   g en er ato r .   A ti m t = 2 5 0   m s   f r o m   th b e g in n i n g   o f   th s i m u lat io n   o v er cu r r en p r o tectio n   I   >>   r elay   P R I L   2 0 0 0   in   1 0   k f ield   K2   tr ip s .   T T C - T im C u r r en C u r v es  w er p lo tted   u s in g   f o r   al  p r o tectio n   d ev ices u s i n g   s o f t w ar to o l [ 1 4 ]   as sh o w n   i n   Fi g u r 5 .           Fig u r 5 T C C   P lo ts   Of   Ov er c u r en t P r o t ec tio n   f o r   Ca s SC 1       A t   ti m t = 1 0 0   m s   f r o m   th e   b eg in n i n g   o f   th e   s i m u latio n ,   3 F - S C   ( th r ee - p h a s s h o r t - cir cu it)  o f   i m p ed an ce   0   Ω   at  1 0   k b u s b ar   o f   s w itch y ar d   Sla v o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k is   p er f o r m ed .   T h f ir s o s cillo g r a m   s h o w s   th s h o r cir cu it  co n tr ib u tio n   o f   t h g en er ato r   cu r r en t.T h e   s ec o n d   o s cillo g r a m   s h o w s   t h cu r r en in   ca b le  f r o m   th h i g h - v o lt ag o u tlet  o f   p o w er   p lan t.T h th ir d   o s cillo g r a m   in d icate s   th e   cu r r en t   b et w ee n   th s ep ar atio n   o f   p o w er   p lan an d   s w itc h y ar d   Sla v o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k V,   an d   th e   f o u r t h   o s cillo g r a m   d e n o u n ce s   cu r r en t   o f   th ca b le  b et w ee n   T 3 5 / 1 0   k B r o d   2   an d   s w itc h y ar d   Slav o n i a   DI   1 0   ( 2 0 )   k V   as sh o w n   i n   Fi g u r 6 .           Fig u r 6 .   R MS  Val u es o f   C u r r en ts   D u r i n g   S h o r t Ci r c u it Si m u la tio n   f o r   Ca s S C 3       A t   ti m t = 2 0 0   m s   f r o m   th b e g in n i n g   o f   th e   s i m u latio n ,   t h er is   s w itc h i n g   ev e n t   o f   a   s w i tch   i n   t h e   f ield   J 2   b y   tr ip p in g   o f   t h SI E ME NS  o v er cu r r e n g en er ato r .   A ti m t = 2 5 0   m s   f r o m   t h b eg in n i n g   o f   th e   s i m u lat io n ,   n o n - d ir ec tio n al   o v er cu r r en p r o tectio n   I   >>   r ela y   P R I L   2 0 0 0   in   1 0   k f ield   K 2   w o r k s   t h r o u g h   i n   3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 100 100 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1000 1000 .02 .02 .03 .03 .04 .04 .05 .05 .07 .07 .1 .1 .2 .2 .3 .3 .4 .4 .5 .5 .7 .7 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 7 7 10 10 20 20 30 30 40 40 CUR RENT IN AMPERES X 10 AT 100 00  VOLTS CUR RENT IN AMPERES X 10 AT 100 00  VOLTS TIM E IN SECONDS TIM E IN SECONDS R=J2 SIEMENS 51/50 DT Definite Time CT Ra tio = 400/1 Tap  I> = 1.1  (440A) Time  Dial = 1.8 Inst antaneous I >> = 2.5 (1000A) Inst . Delay  = 0.2 s ec VP= K2 PRIL 2000 51/50 IEC Norma l I nverse CT Ra tio = 300/5 Tap  I> = 1 ( 300A) Time  Multiplier = 0. 06 Inst antaneous I >> = 3.33 (1000A) Inst . Delay  = 0.25 s ec 1870A 7470A Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   2 5 2 6     2 5 3 7   2532   T 3 5 /1 0   k B r o d   2   w it h   t h s ep ar atio n   o f   t h co n tac ts   o f   t h r esp ec ti v s w i tch e s ,   w h ich   ca u s e s   th e   m u t u all   s w itc h in g   to   ex cl u d e.   t - I   T C C   cu r v e s   ar th s a m as  f o r   th p r ev io u s   ca s e.   Fo r   th ca s SC 7 :   A ti m t = 1 0 0   m s   f r o m   th e   s tar o f   th e   s i m u latio n ,   3 F - S C   ( t h r ee - ph ase   s h o r t - cir cu i t)   o f   t h e   i m p ed an ce   0   Ω   at  1 0   k b u s b ar   is   g e n er ated   -   t h p lace   w h er th p la n s ep ar ates  f r o m   t h g r id ,   T h ec u r r en t   o f   g e n er ato r   is   s h o w n   b y   t h f ir s t   o s cillo g r a m   i n   Fi g u r e   7 .   C u r r en ti n   t h ca b le   o f   h ig h   v o lt ag s w i tch   g ea r   o f   th p o w er   p l an is   o n   t h s ec o n d   o s cillo g r a m ,   w h er ea s   t h e   cu r r en th r o u g h   t h ca b le  b e t w ee n   t h p o in o f   s ep ar atio n   o f   th p o w er p lan an d   s w itc h y ar d   Sla v o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k is   o n   th t h ir d   o s cillo g r a m .   T h f o u r t h   o s cillo g r a m   s h o w s   c u r r en o f   th ec ab le  b et w ee n   T 3 5 /1 0   k B r o d   2   an d   s w itc h y ar d   Slav o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k V.   A ti m t = 1 1 0   m s   f r o m   th s t ar o f   th s i m u latio n   th er is   tr ip p in g   o f   th o v er cu r r e n I   >> r ela y   i n   th e f ield   J 6   an d   th d is co n n ec t io n   o f   th s w itc h   in   t h f ie ld   J 6   w h ic h   is o lated   t h f a u lt  f r o m   T B r o d   2 .   A tth e   ti m e   t = 2 0 0   m s   f r o m   th e   s tar t   o f   t h s i m u la tio n   th er e   is   as witch   d i s co n n ec tio n   i n   t h f ield   J 2   b y   tr ip p in g   o f   o v er cu r r en p r o tectio n   g e n er a to r ,   w h ic h   ca u s es   m u t u all y   is o lated   b r ea k d o w n .   At  ti m e   t = 2 0 1   m s   f r o m   th e   s tar o f   th s i m u latio n   th er is   ex cit atio n   o f   a n   u n d er v o lta g e   m e m b er   U< ,   an d   Δ δ  m e m b er   in   th r ela y   o f   th e   f ield   J 2 .           Fig u r 7 .   R MS  Val u es o f   C u r r en ts   D u r i n g   S h o r t Ci r c u it Si m u lat io n   f o r   Ca s S C 7       T T C   p lo ts   ar p r esen ted   in   Fi g u r 8           Fig u r 8 .   T C C   P lo ts   o f   Ov er cu r en t P r o tectio n   f o r   C as SC 7       I n   th ca s S C 1 1 :   3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 100 100 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1000 1000 .02 .02 .03 .03 .04 .04 .05 .05 .07 .07 .1 .1 .2 .2 .3 .3 .4 .4 .5 .5 .7 .7 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 7 7 10 10 20 20 30 30 40 40 CUR RENT IN AMPERES X 10 AT 100 00  VOLTS CUR RENT IN AMPERES X 10 AT 100 00  VOLTS TIM E IN SECONDS TIM E IN SECONDS R=J6 - BACKWAR D 67 DT Definite Time CT Ra tio = 300/5 Tap  I> = 1.3  (390A) Time  Dial = 2 Inst antaneous I >> = 3 (900A) Inst . Delay  = 0.1 s ec R=J6 - FORWA RD 67 IEC Norma l I nverse CT Ra tio = 300/5 Tap  I> = 0.5  (150A) Time  Dial = 0.27 Inst antaneous I >> = 3 (900A) Inst . Delay  = 0.1 s ec R=J2 SIEMENS 51/50 DT Definite Time CT Ra tio = 400/1 Tap  I> = 1.1  (440A) Time  Dial = 3.05 Inst antaneous I >> = 2.5  (1000A) Inst . Delay  = 0.2 s ec 6430A 1870A Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P r o tectio n   C o o r d in a tio n   a n d   A n ti I s la n d in g   P r o tectio n   S o lu tio n   fo r   B io ma s s   P o w er    ( S r ete  N iko lo vski )   2533   A ti m t = 1 0 0   m s   f r o m   t h s ta r o f   th s i m u latio n   3 F - SC   o f   t h i m p ed an ce   0   Ω   at  1 0   k b u s b ar   u n i t   tr an s f o r m er   p o w er   is   g en er ate d :   T h cu r r en o f g en er ato r   is   p r esen ted   o n   th f ir s o s cillo g r a m   in   Fi g u r e   9 .   T h cu r r en th r o u g h   t h ca b le    o f h i g h   v o lta g s w itc h g ea r   o f   p o w er p lan i s   o n   t h s ec o n d   o s cillo g r a m   an d   c u r r en i n   t h ca b le  b et w ee n   t h p lace   w h er th p la n s ep ar at es  an d   s w i tch y ar d   Slav o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k is   o n   th t h ir d   o s cillo g r a m .   T h cu r r en t h r o u g h   t h ca b le  b et w e e n   T 3 5 /1 0   k B r o d   2   an d   s w itc h y ar d   Sla v o n ia  DI   1 0   ( 2 0 )   k is   o n   t h e   f o u r t h   o s cillo g r a m .           Fig u r 9 R MS  Val u es o f   C u r r en ts   D u r i n g   S h o r t Ci r c u it Si m u lati o n   f o r   Ca s S C 11       A ti m t = 1 1 0   m s   f r o m   t h s t ar o f   th s i m u la tio n   t h er is   t r ip p in g   o f   t h o v er c u r r en I   > r ela y   i n   th f ield   J 6   an d   t h d is co n n e ctio n   o f   th e   s w i tch   in   th e   f ie l d   J 6   w h ic h   i s o lates  th f a u lt   f r o m   th e   s id o f   T B r o d   2 .   A ti m t = 1 0 0   m s   f r o m   th s tar o f   th s i m u lati o n   t h er is   t h s w i tch in g   e v en t   in   t h f ield   J 3   b y   tr ip p in g   SIE ME NS  s h o r t - cir c u it  p r o tectio n   tr an s f o r m er   o f   o w n   co n s u m p tio n   an d   p r o tectio n   o f   th g e n er ato r   in   t h f ie ld   J 2 ,   w h ic h   is   m u tu all y   is o lated   b r ea k d o w n .   A t   ti m t = 2 0 1   m s   f r o m   th s tar t   o f   th s i m u la tio n   th er is   ex c itatio n   o f   an   u n d er v o ltag o f   m e m b er   <,   an d   Δ θ  m e m b er   o f   t h r ela y   i n   th f i eld   J 2 .   T T C   p lo ts   ar p r esen ted   in   Fi g u r 10           Fig u r 10 T C C   P lo ts   o f   Ov er cu r en t P r o tecti o n   f o r   Ca s SC 11       4.   ANTI   I SL A NDIN G   P RO T E CT I O N   T h p r o tectio n   s y s te m   o f   d is tr ib u ted   s y n c h r o n o u s   g e n er at o r s   m u s t   f o llo w   t h d e m an d s   th at   h av e   b ee n   p lace d ,   an d   o n o f   t h e m   is   t h d etec tio n   o f   is o lated   o p er atio n   w it h in   th e   r ec o m m en d e d   ti m i n ter v a l.  B y   d ef in i tio n ,   t h i s o lated   o p er a tio n   o cc u r s   w h e n   t h p a r o f   t h d is tr ib u tio n   n et w o r k   b ec o m e s   elec tr icall y   s ep ar ated   f r o m   th e   r est   o f   th e   g r id ,   b u r e m ai n s   p o w er ed   b y   th d i s tr ib u ted   s o u r ce s .   T h p r o tectio n   s y s te m   o f   .2 .2 .3 .3 .4 .4 .5 .5 .6 .6 .8 .8 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 100 100 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1000 1000 2 2 .01 .01 .02 .02 .03 .03 .04 .04 .05 .05 .07 .07 .1 .1 .2 .2 .3 .3 .4 .4 .5 .5 .7 .7 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 7 7 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 70 70 100 100 200 200 300 300 400 400 500 500 700 700 1000 1000 CUR RENT IN AMPERES X 100  AT  10 00 0 VOLTS CUR RENT IN AMPERES X 100  AT  10 00 0 VOLTS TIM E IN SECONDS TIM E IN SECONDS R=J6  -  BACKWARD 67 DT Defin ite  Ti me CT Rati o = 3 00/5 Tap   I> =  1.3  (39 0A) Time Di al  = 2 Ins tant ane ous  I>>  = 3 ( 900 A) Ins t. Del ay  = 0. se c R =J N az ad(s abir) R=J6  - FORWARD KONC AR 67 I EC Normal In ve rse CT Rati o = 3 00/5 Tap   I> =  0.5  (15 0A) Time Di al  = 0.2 7 Ins tant ane ous  I>> =  3  (900 A) R =J N aprijed(el) R=J2  SIEMENS 51/5 0 DT Defin ite  Ti me CT Rati o = 4 00/1 Tap   I> =  1.1  (44 0A) Time Di al  = 3.0 5 Ins tant ane ous  I>> =   R =J 2 R =J3  SIEMENS 51/5 0 DT Defin ite  Ti me CT Rati o = 1 00/1 Tap   I> =  1.2  (12 0A) Time Di al  = 0.8 Ins tant ane ous  I>> =  8 (8 00A) Ins t. Del ay  = 0. 05 s ec R   =J 3 8334A 1370A 6980A Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   2 5 2 6     2 5 3 7   2534   d is tr ib u ted   s y n ch r o n o u s   g en e r ato r s   m u s b ab le  to   f o llo w   th d em a n d s   t h at  h a v b ee n   p lace d ,   a n d   o n o f   th e m   is   t h d etec tio n   o f   i s o late d   o p er atio n   w i th i n   t h r ec o m m en d ed   ti m in ter v al.   Su p p l y i n g   t h is o lated   p ar o f   th s y s te m   ca n   ca u s n u m b er   o f   p r o b lem s ,   b o th   f o r   t h d is tr ib u ted   g en er ato r   an d   f o r   th co n n ec t ed   co n s u m er s .   I ca n   a ls o   en d an g er   p er s o n n el  r esp o n s ib le  f o r   m ai n tai n i n g   th e   s y s te m   co n s id er in g   th at  t h s y s te m ,   af ter   f ail u r e,   is   in   th v o ltag e - f r ee   s tate  a f ter   th d is co n n ec t io n   o f   th e   s w itc h es .   T h er ef o r e,   all  n et w o r k s   m u s t i n cl u d th p r o tectio n   o f   i s o lated   o p er atio n .   Fo r   th i s   p u r p o s e,   th r ela y   is   t y p icall y   u s ed   f o r   d etec tio n   o f   th an g le  s h i f o f   v o lta g e.   A ll  s y n c h r o n o u s   d is tr ib u ted   g en er ato r s   ar also   eq u ip p ed   w it h   u n d er   o v er   f r eq u en c y   r ela y s . I n   t h ca s o f   i s o lated   o p er atio n ,   f r eq u e n c y   a n d   v o lta g ar e   co n tr o lled   b y   th t u r b in an d   ex citatio n   r eg u lato r s   w h o s d y n a m ics  ar d if f icu lt  to   m o d el  in   m ak i n g   E AA   ( Stu d y   T u n ed   P r o tectio n ) .   S m aller   g e n er ato r s   ar o f te n   n o eq u ip p ed   w it h   d e v ices   t o   co n tr o v o lta g e;   th er ef o r th a m o u n o f   p o w e r   w it h i n   th i s lan d   n et w o r k   ca n   h a v v al u e s   g r ea ter   o r   s m al ler   th an   p er m i tted .   Fre q u en c y   in s tab ilit y   ca n   also   b r esu lt  o f   th is la n d   p r ef o r m an ce .   T r ip p in g   ti m es  o f   s h o r t - c u r r en t p r o tectio n   ar e   in   th o r d er   o f   s ev er al  h u n d r ed   m il lis ec o n d s .   I f   th er e   is   A R” - Au to m at ic  r ec lo s in g   o f   t h o v er h ea d   lin et h at  ca n   c a u s p r o b lem s   if   th g en er ato r   is   n o p r o tecte d   ag ain s r ev er s p o w er . A l s o ,   d u r in g   th n e t w o r k   s ep ar atio n   t h er i s   ac ti v p o w er   i m b ala n ce ,   a n d   t h u s   th e   ch a n g e   i n   f r eq u e n c y .   Au to m atic   clo s i n g   o f   t h e   s w itc h   w o u ld   m ea n   co n n ec t in g   t w o   as y n ch r o n o u s   s y s te m s .   I n   o r d er   t o   allo w   t h r e m o v al  o f   f au lt ,   b et w ee n   th s ep ar atio n   o f   th g en er ato r   an d   r ev er s p o w er   o cc u r r in g   th er m u s b ce r tain   t i m l ag .   T h u s u al  ti m e   d elay   b y   th r ela y   w it h   t h AP r e - clo s in g   is   b et w ee n   1 0 0   m s   a n d   1 0 0 0   m s   ( f o r   C r o atian   d is tr ib u tio n   s y s te m   o p er ato r   HE P   ODS ”sta n d ar d   v alu i s   3 0 0   m s   o r   4 0 0   m s ) .   T h r ate  o f   ch an g o f   f r eq u e n c y   is   e x p r ess ed   as  f u n ctio n   o f   th i m b ala n ce   o f   ac tiv p o w er   ( 1 )   an d   in er tial  co n s tan g en er ato r   H,   ap p ar en p o w er   o f   th e   g en er ato r   S an d   f r eq u e n c y   b ef o r th is l a n d   o p er atio n   f s   ( 2 ) .       d g i P P P   ( 1 )     2 s n d f P f d t S H     ( 2 )   w h er e:   Δ P   -   ac tiv p o w er   d eb alan ce   P dg   -   o u tp u t p o w er   o f   t h g e n e r ato r   P -   p o w er   co n s u m p tio n   i n   t h in s u lar   p ar o f   th n et w o r k   f -   f r eq u en c y   b ef o r th i s la n d ' s   lab o r   -   co n s tan t i n er tia  o f   t h g e n er ato r   S -   ap p ar en t p o w er   o f   th g e n er ato r   Fro m   th i s   w ca lcu late  th f r e q u en c y   c h a n g ( 3 ) :     2 s i n Pf ft SH   .   ( 3 )     T h is   ap p r o ac h   tak es  in to   ac co u n o n l y   th f r eq u e n c y   c h a n g d u to   th is la n d   o p er atio n ,   b u n o a   f au lt  ch a n g o f   f r eq u en c y .   Fro m   th eq u atio n   it  is   s h o w n   th at  i f   th ex p er i m e n o f   is o lated   o p er atio n   ac co r d in g   to   P I P I   ( C r o atian   ab b r ev iatio n   f o r   T esti n g   P la n   an d   P r o g r a m   t h at  is   r eq u ir e d   b y   HE P   ODS )   i s   w o r k i n g   w it h   p o w er   i m b ala n ce   Δ P = 0 . 0 0   k W   o r   s m all   i m b alan ce   o f   p o w er   b et w e en   co n s u m er s   an d   g en er atio n ,   t h er w ill  b n o   ch an g in   f r eq u e n c y   i n   s u c h   s h o r p er io d   o f   ti m e,   esp ec iall y   s in ce   t h d y n a m ic s   o f   th t u r b in a n d   ex cita tio n   r eg u la to r   is   n o ta k e n   in to   ac co u n in   t h ca lc u latio n .   T h p r o tectio n   o f   is o lated   o p er atio n   is   p er f o r m ed   w i th   SIE ME NS  n u m er ical  r ela y   f u n ct io n   R O C OF  d f /d t>  0 . 2   Hz/s,  as  th e   s h i f o f   v ec to r   v o ltag a n g le   b et w ee n   g en er ato r   an d   n et w o r k   Δ θ>   7 o ,   as  w ell  a s   p ass i v p r o tectio n   u n d er /o v er v o ltag e,   u n d er /o v er   f r eq u en c y   as  s h o wn   in   T ab le  4 .       T ab le  4 A n ti  I s la n d in g   P r o tectio n   Setti n g s   F u n c t i o n   S e t t i n g s   T i me   D e l a y   U n d e r v o l t a g e   U < <   0 , 8 5   U n   0 . 1 5   s   O v e r v o l t a g e U > >   1 . 1 5   U n   0 . 1 5   s   U n d e r f r e q u e n c y   f <<   4 9   H z   0 , 1   s   O v e r f r e q u e n c y   f > >   5 1   H z   0 , 1   s   R O C O F   d f / d t >   0 , 2   H z / s   0 . 2   s   D e l t a   t h e t a Δθ>   7 o   0 , 0   s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P r o tectio n   C o o r d in a tio n   a n d   A n ti I s la n d in g   P r o tectio n   S o lu tio n   fo r   B io ma s s   P o w er    ( S r ete  N iko lo vski )   25 35   A t   ti m t = 1 0 0   m s   f r o m   t h b eg in n i n g   o f   s i m u la tio n ,   t h e   cir cu it  b r ea k er   i n   t h f ield   J 1     h ig h   v o lta g e   s w itc h g ea r   o f     p o w er   p la n t is s i m u lated .   E x p er i m a n tal   m ea s u r m e n t s   o d   elec tr ical  p ar am eter s   d u r in g   th s tar ti n g   o f   t u r b in e - g en er a to r   s et  ar p r esen ted   in   Fi g u r 1 1           Fig u r 1 1.   E x p er im a n tal  Me a s u r m e n ts   o d   E lectr ical  P ar am e t er s   Du r i n g   t h Star t i n g   o f   T u r b in e - Ge n er ato r   Se t           Fig u r 1 2 R MS  Valu e s   o f   Fre q u e n c y ,   R o to r   An g le   an   Vo lta g r es   D u r in g   Op en i n g   Gen er at o r   B r a k er   J 1         T h f r eq u en c y   d ev iat io n   i n   t h f ield   J 2   is   s h o w n   o n   t h f ir s o s cillo g r a m   i n   Fi g u r 12 an g le  o f   t h e   g en er ato r   r o to r   in   r elatio n   to   th e   an g le   o f   v o lta g b u s b ar   is   o n   th e   s ec o n d   o s cil lo g r a m .   T h v o lta g o n   s w itc h y ar d   b u s b ar s   o f   p o w er   p lan i s   o n   th e   th ir d   o s cillo g r a m v o lta g o n   b u s b ar s   o f   Sl av o n ia  DI   is   o n   t h e   f o u r t h   o s cillo g r a m .       5.   CO NCLU SI O N     T h p ap er   d escr ib es  th p r o ce s s   o f   s i m u latio n   a n d   co o r d in atio n   o f   s h o r t - cir c u it  p r o tectio n ,   u n d er /o v er   v o lta g e,   u n d er /o v er   f r eq u en c y   p r o tectio n s ,   as  w ell  as  p r o tectio n   f r o m   i s o lated   o p e r atio n   o f   b io m a s s   p o w er   p lan r ated   p o w er   o f   6   MV A ,   o r   4 . 6 6   M W   ac tiv p o w er   in   p ar allel  o p er atio n   w it h   3 5   k V   d is tr ib u tio n   n et w o r k .   T h ti m e - s i m u latio n   i s   s h o w n   fo r   v ar io u s   s h o r tcir cu it  ev e n t s   an d   o s cillo g r a m s   o f   cu r r en t,  v o ltag e,   f r eq u e n c y ,   r o to r   an g le  an d   o t h er   i m p o r tan c h ar ac ter is tic s   o f   th g en er ato r ,   ad j ac en t   s w itc h y ar d   an d   p ar o f   t h d i s tr ib u tio n   n et w o r k   o f   HE P   ODS ”  ar p r esen ted I ter ativ e   p r o ce d u r r esu lt ed   w it h   p r o p er   co o r d in atio n   o f   a ll  n ec e s s ar y   p r o tectio n   d e v ice s   i n   o r d er   f o r   t h p la n to   w o r k   p r o p er ly   o n   th e   n et w o r k   a n d   to   b p r o tecte d   f r o m f a u lt s   i n   t h n et w o r k   a n d   v ice  v er s a ,   i n   o r d er   to   p r o tect  d is tr ib u tio n   n et w o r k   f r o m   f au l ts   an d   d is t u r b an ce s   in th e   p o w er   p lan t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.