Identification of High-resistance Earth Faults in Medium Voltage Networks Using Higher Harmonics

• Autorzy: Marciniak L. , Piątek M.

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2300-3022.2017105

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja zwarć doziemnych wysokorezystancyjnych w sieciach średnich napięć z wykorzystaniem wyższych harmonicznych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

One way to detect line-to-earth arc faults and high-resistance faults in compensated medium voltage networks is based on the criterion of reactive power of higher harmonics in zero sequence voltage and current components. The harmonic content of currents and voltages was evaluated as a function of non-linear short-circuits resistance parameters. This criterion-based earth fault protection’s model is described. Examples of high-resistance fault detection are attached.

PL

Jeden ze sposobów wykrywania zwarć doziemnych łukowych i zwarć wysokorezystancyjnych w kompensowanych sieciach średnich napięć jest oparty na zastosowaniu kryterium mocy biernej wyższych harmonicznych składowych symetrycznych zerowych prądu i napięcia. Oceniono zawartość harmonicznych w prądach i napięciach w funkcji parametrów nieliniowej rezystancji zwarcia. Opisano model zabezpieczenia ziemnozwarciowego z zastosowaniem tego kryterium. Załączono przykłady detekcji zwarć wysokorezystancyjnych.

Słowa kluczowe

EN

high non-linear short-circuit resistance; higher harmonics; earth fault protection

PL

rezystancja zwarcia nieliniowa; wyższe harmoniczne; zabezpieczenie ziemnozwarciowe

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 1
• Strony: 50--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Marciniak L.

• Częstochowa University of Technology

autor

Piątek M.

• Termo-Klima MK, Katowice

Bibliografia

• 1. B. Synal, “Zjawiska ziemnozwarciowe w sieciach o małym prądzie zwarcia doziemnego” [Earth fault phenomena in the networks with small earth fault current], “Scientific Papers of the Institute of Electric Power Engineering of the Wrocław University of Technology”, No. 31, Monographs No. 4, 1975.
• 2. S. Hänninen, “Single phase earth faults in high impedance grounded networks. Characteristics, indication and location”, Technical Research Centre of Finland, Espoo 2001.
• 3. L. Marciniak, “Impulsowoprądowe i falkowe kryteria identyfikacji zwarć doziemnych rezystancyjnych oraz łukowych w sieciach średnich napięć” [Impulse-current and wavelet criteria of resistive and arc earth fault identification in the medium voltage networks], Czestochowa University of Technology Publishers, Monographs No. 273, 2013.
• 4. M. Łukowicz, “Metody wykrywania zwarć wysokorezystancyjnych w napowietrznych liniach elektroenergetycznych” [Methods of high impedance fault detection in overhead electric power lines], Scientific Papers of the Institute of Electric Power Engineering of the Wrocław University of Technology, No. 99, Monographs No. 32, 2013.
• 5. M. Michalik, T.M. Okraszewski, “Application of the wavelet transform to backup protection of MV networks – wavelet phase comparison method”, IEEE Bologna Power Tech Conference, paper No. 154, 23–26 June 2003, Italy, Bologna.
• 6. N.I. Elkalashy, M. Lehtonen, “Advancing DWT-Bayesian technique for earth fault protection in MV networks”, “The Online Journal on Electronics and Electrical Engineering”, Vol. 1, No. 2, 2009, pp. 89–93.
• 7. C.J. Kim, B.D. Russell, “Harmonic behaviour during arcing faults on power distribution feeders”, “Electric Power Systems Research”, No. 24, 1988, pp. 219–225.
• 8. C. Benner, B.D. Russell, “Practical high-impedance fault detection on distribution feeders”, “IEEE Transactions on Industry Applications”, Vol. 33, No. 3, 1997, pp. 635–640.
• 9. L. Marciniak, “Wavelet criteria for identification of arc intermittent faults in medium voltage networks”, Proceedings of the International Symposium „Modern Electric Power Systems, MEPS’10”, paper 09.1, 20–22 September 2010, Wrocław.
• 10. L. Marciniak, “Identyfikacja zwarć doziemnych wysokorezystancyjnych w sieciach średnich napięć” [Identification of high resistance earth faults in MV networks], “Przegląd Elektrotechniczny”, No. 8, 2015, pp. 185–189.
• 11. С.О. Борковский, Т.С. Горева, Т.И. Горева, “Проблема диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю” [The problem of diagnostics of singlephase earth faults in networks with small earth fault currents], “Фундаментальные Uсследования” [Fundamental Research], No. 9, 2014, pp. 954–959.
• 12. L. Marciniak, “Implementacje modeli łuku ziemnozwarciowego w programach PSCAD i Matlab/Simulink” [Implementations of the arc earth faults model in programs PSCAD and Matlab/Simulink], “Przegląd Elektrotechniczny”, No. 9a, 2012, pp. 126–129.
• 13. A. Sawicki, M. Haltof, “Nieliniowe modele matematyczne łuku elektrycznego” [Nonlinear mathematical models of the electric arc], “Przegląd Elektrotechniczny”, No. 11, 2016, pp. 257–261.
• 14. T. Zieliński, “Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań” [Digital signal processing. From theory to application], WKiŁ, Warszawa 2009.
• 15. J. Szafran, A. Wiszniewski, “Algorytmy pomiarowe i decyzyjne cyfrowej automatyki elektroenergetycznej” [Measurement and decision algorithms of digital power system automatics], WNT, Warszawa 2001.

Uwagi

Wersja polska na stronach 58--63.