W artykule przedstawiono charakterystykę rozwiązań kompensatorów synchronicznych stosowanych na świecie. Ich unikalne własności techniczne pozycjonują je jako kluczowe środki poprawy stabilności systemów elektroenergetycznych. Wyniki dokonanego przeglądu mogą być szczególnie istotne dla operatorów Krajowego Systemu Elektroenergetycznego oraz właścicieli wycofywanych klasycznych jednostek wytwórczych, w perspektywie rosnącego nasycenia Krajowego Systemu Elektroenergetycznego odnawialnymi źródłami energii.
EN
The results of the overview may be particularly important for the operators of the polish power system and the owners of the classic generating units being withdrawn, in the perspective of the growing saturation of the power system with renewable energy sources.
To meet the requirements of effective regulations, underground mining plants are obligated to ensure short circuit and overload protection in their power systems, in line with Polish Standards. However, Polish Stan dards include the PN-G-*** group of standards which apply to power systems in underground mines, as well as European Standards: PN-EN 50628:2016 and PN-EN 60909-0:2016-09, which set out different requirements for the same issues. Considering changes in effective regulations and technical solutions in mining, contrary to European Standards, the standards from the PN-G-*** group lack cohesion with standards pertaining to non-mining power equipment and systems, and some of their provisions are inadequate to the character of phenomena occurring in the circuits they are bound to protect. There are many areas where European Standards deviate from the design principles adopted in existing power systems in the underground excavations of Polish mines. A comparison of the requirements from the said group of PN-G-*** standards and European Standards indicated that the settings of short circuit protections calculated on the basis of European Polish Standards [1, 2] can be higher than the values calculated on the basis of the mining standard [3]. This could limit the number of unnecessary shutdowns of power equipment used in underground mine excavations, particularly in explosive areas, which is particularly important for improving the operational safety and production efficiency in mining plants.
PL
Przepisy nakładają obowiązek doboru nastaw zabezpieczeń przed skutkami zwarć i przeciążeń w instalacjach elektroenergetycznych zgodnie z wymaganiami Polskich Norm. Zbiór Polskich Norm zawiera jednak grupę norm PN-G-*** dotyczącą instalacji elektrycznych podziemiach kopalń oraz normy europejskie: PN-EN 50628:2016 oraz PN-EN 60909-0:2016-09, które określają różne wymagania dotyczące tych samych zagadnień. Z uwagi na zmiany przepisów oraz rozwiązań technicznych w górnictwie normy grupy PN-G-*** - w przeciwieństwie do norm europejskich - są mało spójne z normalizacją w zakresie urządzeń i instalacji elektrycznych poza górnictwem, a niektóre z ich postanowień nie są odpowiednie do charakteru zjawisk w obwodach, które mają chronić. Wymagania norm europejskich w wielu obszarach odbiegają jednak od zasad budowy istniejących instalacji elektrycznych w podziemnych wyrobiskach polskich kopalń. Porównanie wymagań ww. grupy norm PN-G-*** i norm europejskich wykazało, że wartości nastaw zabezpieczeń zwarciowych obliczonych na podstawie europejskich Polskich Norm [1, 2] mogą być większe od maksymalnych wartości obliczonych na podstawie normy górniczej [3]. Mogłoby to ograniczyć liczbę zbędnych wyłączeń urządzeń elektrycznych stosowanych w podziemnych wyrobiskach zakładu górniczego, w szczególności w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem, co ma istotne znaczenie dla poprawy bezpieczeństwa ruchu zakładu górniczego i efektywności produkcji.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań próbek tekstolitowych elementów osłonowo-centrujących z eksploatowanych ograniczników przepięć SN. Prądy wyładowcze (zwarciowe) o zróżnicowanym natężeniu i czasie trwania spowodowały w tworzywie elementów efekty degradacji o różnym stopniu zaawansowania, które badano z wykorzystaniem metod mikroskopowych i mikroanalizy rentgenowskiej EDS. Udokumentowano zmiany w składzie elementarnym (zawartości pierwiastków) warstwy wierzchniej tworzyw tekstolitowych - w miarę postępu efektów degradacji. Wykazano, że tworzywa te posiadają niewystarczającą odporność na skutki awaryjnej pracy ogranicznika przy jego zawilgoceniu, które jest konsekwencją rozszczelnienia osłony.
EN
The work describes degradation effects in the structure of textolite shield-centering elements of operated MV surge arresters. As a result of acting inner partial discharges of diverse duration and power - the material underwent degradation of different degree of advancement. Using microscopic research techniques and EDS analysis, the authors found and documented changes of structure and chemical composition of the material surface, with the increasing degree of degradation. It has been shown that textolite materials have insufficient resistance to the effects of emergency operation of the arresters after moisture ingress, which is a consequence of unsealing of the housing.
W artykule przedstawiono analizę wpływu przyłączania generatorów metanowych do sieci elektroenergetycznych kopalń na urządzenia elektroenergetyczne w nich pracujące oraz na bezpieczeństwo ich dalszej eksploatacji przez podmiot użytkujący. W opracowaniu zwrócono uwagę na szereg zagadnień niezwiązanych bezpośrednio z generatorami metanowymi, które mogą mieć wpływ na stabilność pracy sieci elektroenergetycznej, a także na ewentualne dodatkowe koszty, które inwestor może ponieść.
EN
The article analyzes the effects of connecting methane generators to the in-house 6kV medium voltage mine grid. Issues which should be analyzed before the commencement of each investment process at a given pro-duction plant have been highlighted. These include, in particular : withstand current of the switching instruments installed so far with 6 kV cable lines, voltage analysis along with analysis of voltage changes and earth current distribution in the galvanically connected medium voltage network. It should be noted that the connection of new methane generators connected to the 6 kV in-house mine power network results in an increase of characteristic fault currents, and thus results in the potential need to replace a part of the switching instruments used in it. The technical analysis was performed using a program supporting calculations in the 6 kV medium voltage mine network with an isolated neutral point of the transformer. The calculation was performed using the method described in the standard [2]. The absence of adequate analysis may cause catastrophic effects, dangerous in terms of safety of operation of electrical equipment in the network, and in costly technological downtimes in a given mining plant
With the availability of UHV engineering technology, the scale of the power network is expanding, and the level of the short-circuit current is getting higher, which brings hidden trouble to the safe and stable operation of the power network. Further this article issued a method that optimized the configuration of a current limiter based on the reliability of the power network. According to the reliability analysis under the influence of a short circuit, the quantitative evaluation of reliability of the power network is realized by the calculation of the short-circuit current. A quantitative model is established among reliability evaluation and the short-circuit current as well as load loss, the candidate installation site of a current limiter can be determined according to reliability quantification results. This method uses the particle swarm optimization algorithm to optimize the distribution of the limiter, aiming at the reliability level and the minimum number of current limiters in the short circuit of a power grid. Finally, taking the actual power grid of a province as an example, the result shows that this method can reduce the search space of the optimal solution, optimize the configuration of the current limiter, and effectively limit the short-circuit current and improve the reliability of the power network.
W referacie przedstawiono zasady doboru przekroju żył powrotnych w kablach średniego napięcia (SN) z uwzględnieniem zwarć jednofazowych i dwufazowych z udziałem ziemi. Przeprowadzona analiza wskazuje na możliwość zmniejszenia obowiązującego dotychczas przekroju żyły powrotnej 50 mm2, co wprowadzono do stosowania w sieci rozdzielczej w Energa Operator SA.
EN
The paper presents principles of selection of the return conductor cross section in medium voltage (MV) cables with regard to single phase and two phase phases with ground short-circuits. The conducted analysis indicates the possibility of reducing the 50 mm2 return conductor cross-sectional area, which was introduced for use in the distribution network in Energa Operator SA.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono rodzaje zwarć. W obliczeniach wielkości zwarciowych posługujemy się normami, które zostały wymienione w artykule. Opisane są wielkości charakterystyczne prądu zwarciowego: prąd zwarciowy początkowy Iκ”, prąd zwarciowy udarowy ip, prąd wyłączeniowy symetryczny Ib , prąd zwarciowy ustalony Iκ, zastępczy cieplny prąd zwarciowy Ith. Źródłem prądu zwarciowego oprócz generatorów są silniki synchroniczne, asynchroniczne i kompensatory synchroniczne. W przykładzie obliczeniowym pokazano, kiedy należy uwzględniać wpływ silników przyłączonych do sieci. Obliczając prądy zwarciowe należy przeliczać impedancje z jednego poziomu na inny, najczęściej na poziom napięcia w miejscu zwarcia. W artykule przedstawiono cel obliczeń zwarciowych. Zwarciu zwykle towarzyszy przepływ prądu o wartości znacznie większej niż w warunkach znamionowych. Prądy zwarciowe mogą wywierać działania cieplne i dynamiczne. Cieplne działanie prądów zwarciowych objawia się zniszczeniem lub stopieniem przewodów, izolacji, urządzeń elektrycznych. Duża wartość prądów zwarciowych przyczynia się do powstania sił dynamicznych, które są groźne dla konstrukcji urządzeń elektrycznych oraz izolatorów. W sieciach z punktem neutralnym izolowanym prądy zwarcia doziemnego nie osiągają dużych wartości, ale ich działanie stwarza niebezpieczeństwo przepięć oraz możliwość porażenia w miejscu zwarcia. W obliczeniach zwarciowych pomija się wszystkie nieliniowości w obwodach zastępczych, parametry poprzeczne elementów obwodu, prądy obciążeniowe, a napięcie w punkcie sieci elektroenergetycznej jest równe napięciu znamionowemu, pomija się regulację przekładni transformatorów. W tworzeniu modeli matematycznych systemu elektroenergetycznego uproszczenia powinny dawać wartości prądów zwarciowych większe od tych, które można zarejestrować i zmierzyć. W celu ograniczenia skutków zwarć należy dobierać urządzenia do wartości prądów zwarciowych, stosować szybkie i skuteczne zabezpieczenia, stosować dławiki oraz zmianę konfiguracji sieci.
EN
The article treats of types of short circuits. The norms used in the calculation of short circuits values are all mentioned in this article. The paper also describes parameters characteristic of short circuit current: Iκ” - initial symmetrical short-circuit current , ip - maximum current, Ib - short-circuit breaking current, Iκ - steady-state short-circuit current, Ith - thermal short-circuit current. The source of short circuit current lies not only in generators but also in synchronous and asynchronous machines, and synchronous compensators. The sample calculation given in the article shows when the influence of machines connected to the network should be taken into account. When calculating short circuit current the impedance from one level to another must be counted. Most frequently, it is the level of the current at the short circuit point that should be allowed for. The present article discusses the aim of the short circuit calculations. The short circuit itself is usually accompanied by current flows the value of which is much bigger than in the nominal conditions. Short circuit currents may exert thermal and dynamic effects. Thermal effects lead to damaging or melting of wires, and insulation of electric devices. The high value of short circuit currents contributes to the occurrence of dynamic forces which pose a threat to the construction of electric devices and insulators. In the networks with the insulated neutral point the ground short circuit currents do not reach very high values, but their occurrence constitute a danger of over-voltage and electric shock. In the short circuit calculations all the non-linear elements in the replacement circuits, as well as the cross parameters of the circuit and load currents, are neglected. The current at the point of electrical power grid equals the nominal currant. The actual position of the transformer regulator does not have to be taken into account. In creating mathematical models of the electrical power system the calculated values of the short circuit current should be higher than those which can be measured. In order to reduce the adverse effects of short circuits all the electric devices should be chosen according to the value of the short circuit current. What is more, choke coils, network configuration, and effective protection ought to be applied.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie opisano wpływ przebiegu nagrzewania żył roboczych kabli lub przewodów oponowych prądem zwarciowym na wartość minimalnego prądu zwarciowego, a w konsekwencji na czułość nadprądowego zabezpieczenia zwarciowego. Opisano w sposób skrótowy zalecenia normalizacyjne z tego zakresu. Zwrócono uwagę na różnice między PN-G-42042:1998 oraz PN-EN 60909-0:2002 (U). Przedstawiono prosty przykład obliczeniowy ilustrujący te różnice. Zaproponowano uproszczone uwzględnienie nagrzewania przy obliczaniu mocy zwarciowej.
EN
The paper describes the impact of the cable conductor wires heating because of the short circuit current on the value of the minimum short-circuit current, and consequently on the sensitivity of the over-current fault protection. There have been described standard recommendations in this field. There have been highlighted the main differences between the national standard PN-G-42042: 1998 and European standard PN EN 60909-0:2002 (U). These differences have been illustrated by a simple calculation example. Heating impact should be taken into consideration (at least in the simplified manner) when calculating the short circuit power.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The goal of this article was to compare the properties of mono- and polycrystalline silicon solar cells. It was based on measurements performed of current-voltage characteristics and calculated parameters using mathematical formulas. Design/methodology/approach: Light and dark current-voltage characteristics of solar cells were measured using a solar simulator PV Test Solutions company SS150AAA model. The measurements were performed under standard conditions (Pin = 1000 W/m², AM1.5G spectrum, T = 25°C). The basic characteristic of the solar cells were determined using the software SolarLab and calculated using mathematical formulas. Findings: Results and their analysis allow to conclude that measurements of current-voltage characteristics enable characterization of the basic parameters of solar cells. Can give important information about the property of prepared metallic contacts on the solar cells. Practical implications: Knowledge about the current-voltage characteristics of solar cells and their basic parameters enables the assessment of the quality of their production and the improvement. Originality/value: The paper presents some researches of the basic parameters of mono- and polycrystalline solar cells determining the current-voltage characteristics.
Każdy projektant, lub wykonawca, instalacji elektrycznej staje przed potrzebą doboru lub weryfikacją poprawności doboru torów prądowych oraz urządzeń elektrycznych. W artykule przedstawiono sens fizyczny oraz zasady obliczania podstawowych wielkości prądu zwarciowego dla różnego rodzaju zwarć w sieciach i instalacjach elektrycznych niskiego napięcia.
EN
Every designer, or the performer of electric installation, it stands up before need of selection or the verification of correctness of selection the current tracks as well as electric devices. In article present the physical sense as well as the principle of calculation the basic sizes the short-circuit current for different of short-circuits in nets and the electric installations of low voltage.
Poprawna praca urządzeń elektroenergetycznych, spełniających warunki w zakresie bezpieczeństwa ich eksploatacji oraz wymagania dotyczące potrzeb odbiorców energii elektrycznej uzasadniają dobór tych urządzeń według różnych kryteriów, takich jak: warunki środowiskowe, narażenia napięciowe, obciążalność prądowa długotrwała oraz obciążalność prądowa zwarciowa. W tym ostatnim kryterium bierze się pod uwagę cieplne i dynamiczne działanie prądów zwarciowych na elementy toru prądowego, w których płynie prąd zwarciowy.
Zadziałanie zabezpieczenia linii SN wiąże się zwykle z pracochłonnym, a czasem kosztownym poszukiwaniem uszkodzonego elementu. Wytyczne doboru nastaw zabezpieczeń sugerują jednak, ze względu na ochronę sprzętu, szybkie wyłączanie uszkodzonej linii. Dochodzi jednak czasem do sytuacji, że uszkodzonego elementu nie można znaleźć. Pewną pomocą mogą być wskaźniki przepływu prądu zwarciowego. Jednak rzeczywistą poprawę sytuacji osiągnąć można przy zastosowaniu systemu diagnostyki opartej na akwizycji i analizie impulsów komutacyjnych, powstających podczas zwarć.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono metody oceny właściwości uziemień, odprowadzających do gruntu prądy udarowe i prądy zwarciowe, o dużym natężeniu oraz uogólnione wyniki własnych badań uziemień, wykonanych w kraju, w Instytucie Energetyki w Warszawie oraz za granicą. Wyznaczono charakterystyczne zmiany rezystancji uziemienia ustojów żelazo- betonowych, podtrzymujących sieciowe konstrukcje wsporcze. Opisano metodę badań uziemień udarami powtarzanymi. Podano analizę wyładowań kanałowych (plazmowych) w gruncie. Przedstawiono analizę napięcia i prądu udarowego w uziomach liniowych znacznej długości.. Wyznaczono zależności do obliczeń rezystancji uziemienia uziomów długich i uziomów skupionych. W analizach zastosowano transformatę Laplace'a oraz równania Kirchhoffa, odnoszące się do przewodów, umieszczonych w gruncie.
EN
The methods of estimation of grounding installations - conducting to the earth the high values of impuls and short circuit currents -parameters are presented, together with the generalized own (from the Power Institute in Warsaw) and foreign measurement results. The characteristic traces for the grounding resistances of the iron - concrete foundations supported the overhead lines are evaluated. The description of method of testing of grounding installations is included. The plasma discharges in soil are analyzed. Equations for calculation the resistances for long as well as lumped grounding installations are presented - applying both Laplace' transformation and Kirchoffs' laws.
W referacie przedstawiono niektóre zmiany w sposobie obliczania prądów zwarciowych, które wprowadza nowa norma zwarciowa PN-EN 60909-0: 2002 (U). Przeprowadzono również analizę wpływu współczynników korygujących na wartość impedancji transformatorów i silników synchronicznych stosowanych w sieciach powierzchniowych. Przedstawiono wyniki obliczeń początkowego prądu zwarciowego, wg starej i nowej normy, jednej ze śląskich kopalń.
EN
The paper describes some of the changes in the method of short-circuit current calculating which are introduced in the new short circuit norm PN-EN 60909-0:2002 (U). Moreover, an analysis of the influence of the correction factors on the value of the transformer impedance and synchronous motors used in surface network was med. Furthermore the results of the calculations of the initial circuit current - made in one of the Silesian mines - according to both the old and the new norm were introduced.
W artykule przeprowadzono analizę nagrzewania się żył kabli pod wpływem prądów zwarciowych. Na postawie obliczonych temperatur żył kabla podczas zwarcia dwufazowego wyznaczono współczynnik poprawkowy c(vk), pozwalający uwzględnić zmniejszenie się prądu zwarciowego powodowane nagrzewaniem się żył. Zaproponowano zasady uwzględniania nagrzewania się żył kabli podczas zwarcia w obliczeniach prądów zwarciowych do doboru zabezpieczeń.
EN
The scope of the paper is the analysis of mining cables conductors heating evoked by short circuit currents. On the lasis of calculated temperatures of cable conductors during two-phase fault, a correction ratio c(vk) was derived, enabling the consideration of fault current decrease caused by heated-up cable conductors. The proposed principles of including the occurrence of cable conductors heating may be used in the calculations of short-circuit currents made in order to select proper protection systems settings.
W referacie przedstawiono wybrane zagadnienia związane z modelowaniem przebiegów przejściowych występujących podczas symetrycznych i niesymetrycznych zwarć w sieciach zasilających grupy silników indukcyjnych. Celem analizy była ocena wpływu prądów generowanych przez te silniki na wartości prądów wykrywanych przez nadprądowe zabezpieczenia zwarciowe. Charakterystyczną cechą prezentowanego podejścia jest obliczeniowe rozdzielenie analizy stanów elektromagnetycznych i elektromechanicznych.
EN
The paper presents selected problems of electromagnetic transient modelling during three-phase and two-phase short-circuits in mine power networks supplying groups of induction motors. The purpose of this analysis was to evaluate the influence of motor-generated currents on current values sensed by overcurrent protection devices. The special feature of presented approach is computational separation of electromagnetic and electromechanic transients. Particular attention was paid to the possibility of decreasing the value of short-circuit current in remaining cables of multi-cable line.
Przedstawiono wyniki badań związanych z konstrukcją i wytwarzaniem fotodetektorów MSM oraz mikrobaterii fotowoltaicznych ze związków Ga(Al,In)As. W prawidłowej konstrukcji obydwu grup przyrządów, niezwykle istotna jest minimalizacja prądu ciemnego i upływności elementów. Opisano efekty pasywacji powierzchni fotodetektorów poprzez zastosowanie warstw dielektrycznych Si3NOx i AIN. Badano także wpływ konpozycji materiału warstwy aktywnej mikrobaterii fotowoltaicznej na jej prąd zwarciowy i napięcie rozwarcia.
EN
Influence of process technology on electrical parameters of Ga(Al,In)As MSM photodetectors and photovoltaic micro-arrays was envestigated. The effects of the dark current suppression due to surface passivation in MSM photodetectors with AIN and Si3NOx layers are presented. The photovoltaic arrays were fabricated as a series connection of seven Ga((Al,In)As PIN diodes. The influence of device active layer composition on the open circuit voltage and the short circuit current values was investigated.
W niniejszym artykule zostały przedstawione zasady obliczeń zwarciowych z udziałem silników indukcyjnych, które niejednokrotnie przy zasilaniu zasilają prąd zwarcia dużym prądem. Prądem, który powstaje wskutek przejścia silnika do pracy generatorowej przy zwarciu w pobliskim obiorniku zasilanym ze wspólnej rozdzielnicy.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.