Application of Matlab software for determination of the energy absorption capacity of modern surge arresters depending on the number of absorbed current pulses

• Autorzy: Szafraniak B. , Bonk M. , Smugala D. , Fuśnik Ł. , Zydroń P.

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.60.24

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie oprogramowania Matlab do szybkiego wyznaczania zdolności absorbcji energii udarów prądowych przez nowoczesne ograniczniki przepięć w zależności od liczby udarów

• Konferencja: XXVIII cykl seminarów zorganizowanych przez PTETiS Oddział w Gdańsku ZASTOSOWANIE KOMPUTERÓW W NAUCE I TECHNICE 2018 (XXVIII; 2018; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Metal-oxide surge arresters (MOSA) used in power networks for limiting of the electrical surges are exposed for many stresses in operating conditions. Electrical and thermal factors cause degradation of arresters internal structure being result of absorbed energy and aging processes cumulative effects. As result, changes of its nominal parameters are observed and significant reduction of the devices lifetime is noticed as well. For MOSA diagnosis and endurance estimation, large number of tests is usually needed. It results in great volume of gathered measurement results. Number of collected data as the effect of experiments, needs effective methods for fast extraction of the specific parameters evaluated in post-processing procedures. In this paper Matlab script for improvement and accelerating of analysis process is presented. Developed software, allowed determination of the surge energies dissipated in arresters, valuation the accumulated energy, as well as averages of voltage, current and surges energy.

PL

Aparatura ochronna używana w sieciach energetycznych jest narażona podczas pracy na dużą liczbę udarów napięciowych. Naprężenia elektryczne i termiczne, którym poddawane są ograniczniki przepięć, powodują degradację ich struktury. Związane z tym zmiany wartości parametrów, są skutkiem procesów starzeniowych, będących rezultatem absorbowanej energii. Oszacowanie trwałości ograniczników może odbywać się przez określenie zmian ich stanu w efekcie dużej liczby udarów, jakim w warunkach laboratoryjnych poddane zostały egzemplarze testowe. W wyniku badań uzyskuje się dużą liczbę danych pomiarowych. W artykule przedstawiono oprogramowanie służące skróceniu czasu wykonania analiz oraz umożliwiające szybkie wyznaczenie sumarycznej energii udarów oraz całkowitej energii absorbowanej przez ograniczniki. Dzięki temu możliwe jest oszacowanie zmiany zdolności ogranicznika do absorbcji energii w zależności od liczby, częstości aplikowania i sumarycznej wartości zaabsorbowanej energii wszystkich udarów.

Słowa kluczowe

EN

metal-oxide varistors; degradation processes; surge stresses; diagnostics

PL

warystory tlenkowe; procesy degradacyjne; narażenia udarowe; diagnostyka

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 60
• Strony: 117--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Szafraniak B.

• AGH University of Science and Technology B. Szafraniak tel.: [phone]

autor

Bonk M.

• AGH University of Science and Technology

autor

Smugala D.

• Cracow University of Technology

autor

Fuśnik Ł.

• AGH University of Science and Technology

autor

Zydroń P.

• AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• 1. D. Paul, S.I. Venugopalan: Power distribution system equipment overvoltage protection, IEEE Trans. Industry Applic., vol. 30, no. 5, pp. 1290-1297, 1994
• 2. IEC 60071-1:2006+AMD1:2010 CSV Insulation coordination - Part 1: Definitions, principles and rules.
• 3. IEC 60071-2:2018 Insulation co-ordination - Part 2: Application guidelines.
• 4. M.R. Meshkatoddini: Investigation of the influence of the ZnO varistor preparation method on its characteristics, Conf. Rec. 2008 IEEE Int. Symp. on Electr. Insul. ISEI, pp. 320-323, 2008
• 5. A. C. Paun et al.: New manufacturing process for the metal oxide varistors used on low voltage surgearresters, 18th International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE), pp. 1-4, 2017.
• 6. E. Canessa. V.L. Nguyen: Non-linear I–V characteristics of double Schottky barriers and polycrystalline semiconductors, Physica B: Condensed Matter, vol. 179, no. 4, pp. 335-341, 1992
• 7. M. Jaroszewski, J. Pospieszna: An assessment of ageing of oxide varistors exposed to pulse hazards using dielectric spectroscopy, 2004 IEEE ICSD, vol. 2, pp. 727-730, Toulouse, France, 2004
• 8. F. Greuter, G. Blatter: Electrical properties of grain boundaries in polycrystalline compound semiconductors, Semicond. Sci. Technol, vol. 5, no. 2, pp. 111-137, 1990.
• 9. J. He et al.: Structure-dominated failure of surge arresters by successive impulses, IEEE Trans. Power Deliv., vol. 32, no. 4, pp. 1907-1914, 2017.
• 10. A. Petit, X. D. Do, G. St.-Jean: An experimental method to determine the electro-thermal model parameters of metal oxide surge arresters, IEEE Trans. Power Deliv., 1991, vol. 6, no. 2, pp. 715- 721, 1991.
• 11. W. A. M. Ursine, J. L. Silvino, L. G. Fonseca, R. M. de Andrade: Metal oxide surge arrester's leakage current analysis and thermography, XII SIPDA Int. Symp. Lightning Protection, pp. 297-303, 2013.
• 12. B. Szafraniak, M. Bonk, Ł. Fuśnik, P. Zydroń: Influence of High Current Impulses and 50 Hz AC Bursts on the Temperature of Low-Voltage Metal-Oxide Surge Arresters, Progress in Applied Electrical Engineering, Kościelisko (Zakopane), June 18–22, 2018.
• 13. M. Bonk, Ł. Fuśnik, B. Szafraniak, P. Zydroń: Influence of temperature and high-energy stresses on selected wideband characteristics of metal-oxide varistor parameters, Elektroenergetika, Proceedings of the 9th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering, Stará Lesná, Slovak Republic, September 12–14, 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).