Ferrorezonans w sieciach średnich napięć jako zagrożenie dla poprawnej pracy elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej

• Autorzy: Suchorolski Piotr , Karolak Janusz , Tomczak Emil

Identyfikatory

DOI

10.15199/74.2022.9.7

Warianty tytułu

EN

Ferroresonance in medium voltage networks as a threat to the correct operation of electric power protection automation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono problematykę występowania drgań ferrorezonansowych w sieciach średnich napięć, pracujących z izolowanym punktem neutralnym. Opisano zjawisko ferrorezonansu na przykładzie prostego obwodu jednofazowego RΨC, wyjaśniono jakie warunki muszą być spełnione, aby w jego odpowiedzi wystąpiła składowa subharmoniczna, by na końcu omówiony został mechanizm powstawania ferrorezonansowych drgań samowzbudnych w układach trójfazowych. Następnie zaprezentowano wybrane wyniki z badań drgań ferrorezonansowych, które były prowadzone w Instytucie Energetyki w Warszawie w roku 2021. Pokazany został układ badawczy do wzbudzania drgań ferrorezonansowych, omówiono przebieg przeprowadzonych badań oraz zaprezentowano wybrane przebiegi zarejestrowanych drgań ferrorezonansowych. Ostatecznie omówiono problematykę niepoprawnego działania funkcji zabezpieczeniowych pracujących w warunkach trwale utrzymujących się drgań ferrorezonansowych. W ramach podejmowanej problematyki opisano najczęściej stosowane cyfrowe okna filtracyjne oraz pokazano ich charakterystyki przenoszenia. Omówiono wpływ drgań ferrorezonansowych na pracę zabezpieczeń ziemnozwarciowych oraz przedstawiono nietypowy przypadek zbędnego zadziałania zabezpieczenia od mocy zwrotnej, spowodowanego odpowiedzią regulatora napięcia w warunkach ferrorezonansu w sieci.

EN

The article discusses the issue of ferroresonance oscillations in medium voltage networks operating with an insulated neutral point. The ferroresonance phenomenon was described on the example of a simple single-phase RΨC circuit, it was explained what conditions must be met for a subharmonic component to appear in its response, and finally the mechanism of the formation of ferroresonance self-excited oscillations in three-phase systems is discussed. Then, selected results from ferroresonance oscillations reaserch, which were carried out at the Institute of Power Engineering in Warsaw in 2021, were presented. The research system for inducing ferroresonance oscillations was presented, the course of the research was discussed and selected waveforms of recorded ferroresonance oscillations were presented. Finally, the problem of incorrect operation of protection functions operating in conditions of permanent ferroresonance oscillations is discussed. The most frequently used digital filtering windows are described and their transfer characteristics are shown as part of the issues raised. The influence of ferroresonance oscillations on the operation of earth-fault protection is discussed and an unusual case of unnecessary activation of the reverse power protection caused by the response of the voltage regulator under ferroresonance conditions in the network is presented.

Słowa kluczowe

PL

ferrorezonans; sieć średniego napięcia; rejestracja przebiegów; elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa; filtracja cyfrowa

EN

ferroresonance; medium voltage network; waveform recording; power protection automatics; digital filtration

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Wiadomości Elektrotechniczne
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 90, nr 9
• Strony: 35--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Suchorolski Piotr

• Instytut Energetyki – Instytut Badawczy w Warszawie

autor

Karolak Janusz

• Instytut Energetyki – Instytut Badawczy w Warszawie

autor

Tomczak Emil

• Instytut Energetyki – Instytut Badawczy w Warszawie

Bibliografia

• [1] Anderson E., J. Przybysz, J. Karolak, M. Kumanowski, Z. Piątek, T. Kaczmarczyk. 2008. „Metody ograniczania lub eliminacji zjawisk ferrorezonansowych w sieciach średnich napięć z izolowanym punktem neutralnym”. Instytut Energetyki Instytut Badawczy, Zakład Badań i Analiz Sieciowych, Warszawa. Praca statutowa nr: EBA/01/STAT/2008.
• [2] Arczewski K., J. Pietrucha, J.T. Szuster. 2014. „Drgania układów fizycznych”. Warszawa: Oficyna Wydawnicza PW.
• [3] Atabiekow G.I., A.B. Timofiejew, S.S. Chuchrikow. 1965. „Nieliniowe obwody elektryczne”. Warszawa: WNT.
• [4] Barański J., P. Berowski, J. Karolak, G. Kubiak, P. Suchorolski, E. Tomczak. 2021. „Ferrorezonans w sieciach średnich napięć – pomiary referencyjne z wykorzystaniem niekonwencjonalnych elektronicznych przekładników prądowych i kryteria oceny jakości komputerowych modeli symulacyjnych”. Instytut Energetyki Instytut Badawczy, Laboratorium Automatyki i Zabezpieczeń, Warszawa. Praca statutowa nr: EAZ/25/STAT/21.
• [5] Bolkowski S. 2008. „Teoria obwodów elektrycznych”. Warszawa: WNT.
• [6] Cichoń H. 2005. „Praktyczne sposoby eliminacji ferrorezonansu w sieciach elektroenergetycznych”. Warszawa: Centralny Ośrodek Szkolenia i Wydawnictw SEP.
• [7] Cichoń H. 2000. „Zasady doboru wnętrzowych przekładników niskich i średnich napięć do obwodów elektroenergetycznych”. Warszawa: Wydawnictwo HAC.
• [8] Hayashi H. 1968. „Drgania nieliniowe w układach fizycznych”. Warszawa: WNT.
• [9] Kacejko P., J. Machowski. 2009. „Zwarcia w systemach elektroenergetycznych”. Warszawa: WNT.
• [10] Korniluk. W., K.W. Woliński. 2012. „Elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa”. Białystok: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej.
• [11] Minkner r., J. Schmid, H. Daumling, U. Prucker, r. Braunlich, M. Hofstetter. 2019. Ferroresonance oscillations in Substations with inductive voltage transformers in medium and high voltage systems. VDE Verlag GmBH, Berlin.
• [12] Minorsky N. 1967. „Drgania nieliniowe” Warszawa: PWN.
• [13] Osiński Z. 1980. „Teoria drgań”. Warszawa: PWN.
• [14] Osowski S. 2011. „Wybrane zagadnienia teorii obwodów”. Warszawa: Oficyna Wydawnicza PW.
• [15] Smolarczyk A. 2021. „Dobór nastaw zabezpieczeń sieci średnich napięć – przykłady obliczeniowe”. Warszawa: Oficyna Wydawnicza PW.
• [16] Winkler W., A. Wiszniewski. 2004. „Automatyka zabezpieczeniowa w systemach elektroenergetycznych”. Warszawa: WNT.
• [17] Wiszniewski A. 1990. „Algorytmy pomiarów cyfrowych w automatyce elektroenergetycznej”. Warszawa: WNT.