خطای سه فاز و تجاوز بار پدیده‌های متعادلی هستند. یک تابع تجاوز بار که در رله دیستانس گنجانده شده است تا امنیت طرح حفاظتی را بهبود بخشد، با خطای سه فاز در شرایط بارگذاری راکتیو بالا اشتباه گرفته می‌شود. عملکرد نادرست ناحیه 3 در چنین شرایطی اغلب باعث قطع شدن خط آبشاری می‌شود که منجر به اختلال در یک منطقه وسیع می‌شود. در این کار، فازورهای ولتاژ باس‌های منتخب از یک سیستم اندازه‌گیری منطقه وسیع (WAMS) برای جلوگیری از عملکرد نادرست ناحیه 3 طرح رله دیستانس در طول تجاوز بار استفاده می‌شود. تغییر در مقدار و فاز ولتاژ شین برای تشخیص خطای سه فاز از تجاوز بار اعمال می‌شود.
ناحیه 3 یک رله دیستانس، حفاظت از راه دور پشتیبان را برای خطوط مجاور فراهم می‌کند و منطقه بزرگی را در صفحه R-X پوشش می‌دهد. در شرایط بارگذاری سنگین سیستم، امپدانس بار ممکن است وارد ناحیه 3 شود و رله ممکن است با خطای سه فاز اشتباه گرفته شود و منجر به خاموش شدن نامطلوب شود. چنین عملکرد نادرستی باعث قطع آبشاری خطوط شده است که باعث اختلال در منطقه وسیعی می‌شود.
تابع تجاوز بار در رله دیستانس، اعمال شده برای جلوگیری از عملکرد نادرست ناحیه 3 با زاویه ضریب توان ثابت تنظیم شده است. تحت شرایط شدید احتیاطی و بارگذاری واکنشی شدید، رله دیستانس امپدانس بار را در داخل ناحیه 3 اما فراتر از تابع تجاوز بار پیدا می‌کند. در چنین شرایطی، برای تصمیم گیری ناحیه ایمن 3 اطلاعات اضافی در مورد وضعیت سیستم ضروری است. چندین روش برای جلوگیری از عملکرد نادرست ناحیه 3 در شرایط بارگذاری سنگین در دسترس است.
مشخصه های تغییر یافته ناحیه 3 مانند انتقال افست mho، عدسی شکل و افزایش زاویه گشتاور حداکثر، قابلیت اطمینان رله را به خطر می اندازد. تکنیک های متعددی برای به دست آوردن توانایی بارگذاری افزایش یافته موجود است. چشم اندازهای اعمال شده برای تمایز شرایط بارگذاری سنگین از خطا به سختی تنظیم می‌شوند و به مطالعه دقیق سیستم نیاز دارند. در ، یک طرح کورکور مبتنی بر شبکه عصبی برای تشخیص بار از خطا پیشنهاد شده است. با این حال، چنین تکنیکی نیاز به تعداد زیادی الگوهای آموزشی برای تولید یک سیستم دارد.
در یک طرح ترکیبی از اجزای حالت پایدار و گذرا با استفاده از نمودار حالت برای جلوگیری از عملکرد نادرست ناحیه 3 پیشنهاد شده است. نرخ تغییر ولتاژ برای جلوگیری از خاموش شدن نامطلوب رله دیستانس در هنگام ناپایداری ولتاژ استفاده می‌شود. با این حال، تنظیم آستانه دشوار است. گذرا موجود در سیگنال جریان در هنگام خطا و زاویه ضریب توان برای پشتیبانی از تصمیم ناحیه 3 اعمال می‌شود. با این حال، این روش دارای محدودیت هایی در تشخیص خطای انتهای خط و گذرا ناشی از شرایط اضطراری شدید است. در شرایط تنش، خاموش شدن یک خط انتقال، بارگذاری خطوط دیگر را افزایش می‌دهد و ممکن است باعث عملکرد نادرست ناحیه 3 شود. طرح مسدود کردن ناحیه 3 مبتنی بر تحلیل امنیتی پیشنهاد شده است که از ضریب توزیع قطع خط (LODF) برای محاسبه افزایش بارگذاری روی خطوط استفاده می‌کند. با این حال، محاسبه LODF در طول چرخش آبشاری دشوار است.
روش‌های موجود با استفاده از اطلاعات محلی توانایی محدودی در تفکیک بار به خطای سه فاز دارند. فازورهای همگام، به دست آمده از واحدهای اندازه گیری فاز (PMUs) مستقر در مکان های استراتژیک یک سیستم قدرت و متصل به یک کانال ارتباطی، قادر به ارائه دید وسیعی هستند. این اطلاعات برای تشخیص یک خطا مفید است و می تواند برای جلوگیری از عملکرد نادرست منطقه 3 استفاده شود. تغییرات در بزرگی ولتاژ در شین های مختلف و تغییرات زاویه جریان، در یک بخش خطای شبکه اعمال می شود و در آنجا از ناحیه 3 مناسب تصمیم‌گیری می‌شود. با این حال، هم به ولتاژ سیستم و هم به جریان خط نیاز دارد.
در یک رویکرد تخمین حالت برای مکان یابی بخش خطادار استفاده می شود که از ناحیه 3 پشتیبانی می‌کند که به توپولوژی سیستم و پارامترهای خط نیاز دارد. اطلاعات شبکه گسترده و پاسخ رله ها برای پشتیبانی از حفاظت پشتیبان اعمال می شود. امپدانس ظاهری محاسبه‌شده با استفاده از داده‌های سنکروفازور برای تشخیص خطای سه فاز از سایر شرایط تحت فشار استفاده می‌شود که دقت حفاظت را افزایش می‌دهد. عملکرد روش به توپولوژی سیستم و داده های مکان های استراتژیک بستگی دارد. تابع تجاوز بار اعمال شده برای جلوگیری از عملکرد نادرست ناحیه 3 باید با تغییرات در شرایط سیستم قدرت تطبیق یابد. در یک تابع تجاوز ضد بار تطبیقی مبتنی بر تحلیل امنیت حالت پایدار پیشنهاد شده است. در حفاظت پشتیبان مبتنی بر اندازه‌گیری گسترده برای خط جبرانی سری پیشنهاد شده است که به اجزای توالی ولتاژ و جریان‌ها از هر دو انتهای خط نیاز دارد.
خطا در ناحیه 3 توسط PMU پایین دست با در نظر گرفتن داده های PMU در همه باس ها شناسایی می‌شود. با این حال، این پیشنهاد اقتصادی نیست. راه حلی که ارائه شده است، در دسترس بودن PMU ها را در انتهای راه دور خطوط مجاور فرض می‌کند تا از عملکرد نادرست رله دیستانس به دلیل تجاوز بار جلوگیری کند. مجموعه ای از طبقه بندی کننده ها برای افتراق خطا از شرایط شبکه تحت فشار اعمال می شود. همانطور که ذکر شد، راه حل پیشنهادی عملکرد ناحیه سوم را با محاسبه شاخص بر اساس نرخ تغییر توان فعال و زاویه ولتاژ اندازه‌گیری شده توسط PMUهای استراتژیک قرار داده شده در شرایط شبکه تحت فشار، بهبود می‌بخشد. روش ذکر شده در بالا مشابه روش ذکر شده است که از عملکرد نادرست ناحیه سوم رله در حین نوسان قدرت و تجاوز بار جلوگیری می کند.
در مرحله اول، الگوریتم رله‌های آسیب‌پذیر را در یک مطالعه آفلاین در سراسر سیستم شناسایی می‌کند و سپس در مرحله دوم، یک سیگنال تأیید تولید می‌شود که بر اساس اندازه‌گیری‌های PMUs واقع در هر مکان رله آسیب‌پذیر است. از عملکرد نادرست عنصر منطقه سوم رله های دیستانس در هنگام تجاوز بار با استفاده از یک الگوریتم حفاظت نظارتی بلادرنگ جلوگیری می‌شود. علاوه بر این، همچنین به امپدانس های ظاهری می پردازد که مستقیماً توسط PMU ها محاسبه می شوند، با این فرض که آنها در هر اتوبوس در دسترس هستند، که مقرون به صرفه نیست. علاوه بر این، یک تنظیم مرز تطبیقی منطقه سوم به دست می آید. این الگوریتم نیاز به اندازه گیری همزمان ولتاژ و جریان در رله و انتهای هر خط مجاور دارد.
مطالعه فوق به وضوح نشان می‌دهد که الگوریتم‌های حفاظتی ناحیه ۳ ایمن مختلف در ادبیات برای سیستم‌های اندازه‌گیری منطقه وسیع وجود دارد. با این حال، هنوز نیاز شدیدی به طراح/ اجرای یک الگوریتم اندازه‌گیری ساده و مقرون‌به‌صرفه برای حفاظت از ناحیه امن 3 وجود دارد که با طیف گسترده‌ای از احتمالات سیستم قدرت و اثرات زیست‌محیطی عمل می‌کند. علاوه بر این، یک استراتژی حفاظتی کارآمد نیز برای اطمینان از هموارسازی سیستم های تجاوز بار بسیار حیاتی است.
در این کار، برای کمک به عملیات ناحیه 3 در حین تجاوز بار، از داده های ولتاژ اندازه گیری سطح وسیع استفاده می شود. در طول یک اغتشاش، نسبت تغییر در بزرگی ولتاژ و زاویه فاز باس‌های انتخابی برای تشخیص تجاوز بار از خطای 3 فاز محاسبه می‌شود و بنابراین حفاظت ناحیه 3 تکمیل می‌شود.
بدون دیدگاه