Distance protection operation during earth-faults in high voltage networks with cable inserts

• Autorzy: Duda Dominik , Maźniewski Krzysztof , Witek Bernard

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.06.19

Warianty tytułu

PL

Działanie zabezpieczeń odległościowych podczas zwarć doziemnych w sieciach wysokich napięć ze wstawkami kablowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Selected problems occurring in distance protection systems during earth faults in high voltage overhead cable lines (HV) were analyzed. The Alternative Transients Program (ATP) environment was used to simulate and model the phenomena. The influence of such factors as: fault location, arrangement of HV cables in the excavation, configuration of the return conductors and the earthing resistance of the return conductors was analyzed. The obtained results make it possible to verify the criteria for detecting earth faults in HV networks.

PL

Przeanalizowano wybrane problemy występujące w układach zabezpieczeń odległościowych podczas zwarć doziemnych w liniach napowietrzno-kablowych wysokiego napięcia (WN). Do symulacji i modelowania zjawisk wykorzystano środowisko Alternative Transients Program (ATP). Zbadano przebiegi prądów i napięć fazowych, składowe symetryczne prądu oraz położenie fazorów impedancji doziemionej fazy. Przeanalizowano wpływ takich czynników jak: lokalizacja zwarcia, ułożenie kabli WN w wykopie, konfiguracja żył powrotnych oraz rezystancja uziemienia żył powrotnych. Uzyskane wyniki pozwalają na weryfikację kryteriów wykrywania zwarć doziemnych sieci WN.

Słowa kluczowe

EN

HV network; phase-to-earth faults; fault modeling; fault simulation; verhead-cable power lines protection; impedance criterion

PL

sieć WN; zwarcia doziemne; symulacja zwarć; modelowanie zwarć; zabezpieczenia napowietrzno-kablowych linii elektroenergetycznych; kryterium impedancyjne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 6
• Strony: 97--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Duda Dominik

• Department of Power System and Control, Faculty of Electrical Engineering, Silesian University of Technology, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3247-2814

autor

Maźniewski Krzysztof

• Department of Power System and Control, Faculty of Electrical Engineering, Silesian University of Technology, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-4357-6432

autor

Witek Bernard

• Department of Power System and Control, Faculty of Electrical Engineering, Silesian University of Technology, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6732-9298

Bibliografia

• [1] Anders G.J., Rating of Electric Power Cables in UnfavorableThermal Environment; John Wiley and Sons: Hoboken, NJ, USA, 2005.
• [2] Duda D., Szadkowski M., Żmuda K., Current problems of 110 kV cable lines (mainly municipal) designing and operating; Wiadomości Elektrotechniczne, 2014, 4, 22-26. (In Polish)
• [3] CIGRE TB 531: Cable Systems Electrical Characteristics; WG B1.30, April 2013.
• [4] CIGRE TB 283: Special Bonding of High Voltage Power Cables; WG B1.18, October 2005.
• [5] CIGRE TB 797: Sheath Bonding Systems of AC Transmission Cables - Design, Testing, and Maintenance; WG.B1.50, March 2020.
• [6] IEEE Guide for Bonding Shields and Sheaths of Single conductor Power Cables Rated 5 kV through 500 kV; IEEE Standard Association: Piscataway, NJ, USA, 2014. http://dx.doi.org/10.17531/ein.2020.1.3.
• [7] https://zaz-en.pl/pl/produkty/izaz-tools – Protective devices testing software. (In Polish)
• [8] Krasinski J., Selected Aspects of High Voltage Cable Line Parameters and Configuration Influence on Earth Fault Waveforms; Master Thesis. Silesian University of Gliwice, 2020. (In Polish)
• [9] Witek B., Modeling of the Earth Faults in overhead – Cable HV Lines; Energetyka nr 2/2016, s. 99-104. (In Polish)
• [10] Witek B., Some Aspects of Power System Protection in Cableand Overhead-Cable HV Lines; Energetyka nr 5/2016, s. 281-285. (In Polish)
• [11] Rosołowski E., Computer Methods of Electromagnetic Transients Analysis. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2009. (In Polish)
• [12] Arrillaga J., Watson N.R., Computer Modeling of ElectricalPower Systems; Wiley & Sons, Chichester 2001.
• [13] Witek B., Selected issues of electrical power system computation and design. Vol. 1, Power transmission system; Gliwice, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2019.
• [14] Ungrad H., Winkler W., Wiszniewski A., Protection Techniques in Electrical Energy Systems; Marcel Dekker, New York 1995.
• [15] Duda D., Mazniewski K., Witek B.: Cable Inserts Modeling in Steady State Operating Conditions of High Voltage Networks. Przegląd Elektrotechniczny 2022, (to be published).