The analysis of backflashovers in high voltage overhead lines

Nowak, W.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

The analysis of backflashovers in high voltage overhead lines

Autorzy

Nowak W.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Analiza przeskoków odwrotnych w napowietrznych liniach elektroenergetycznych wysokich napięć

Języki publikacji

Abstrakty

Reliability of the electrical power transmission and distribution system depends on the progress in insulation coordination, which is conditioned, among other factors, by increasing possibilities to identify surge hazards to insulating systems. Presently, theoretical methods of analysis are intensively developed, particularly in the domain of lightning surges. These methods utilize both the mathematical models of physical phenomena and the computer-aided calculating techniques. In this paper, a model power line impacted by lightning surges is described; when using this model, it is possible to analyze surge hazards generated by direct lightning discharges, with the impulse electric strength included. The model developed has been applied to analyze statistically a backflashover phenomenon produced by direct lightning strokes hitting power line towers.

Niezawodność przesyłu i rozdziału energii elektrycznej zależna jest od postępu dokonującego się w koordynacji izolacji, który wynika między innymi z rozwoju możliwości identyfikacji narażeń przepięciowych oddziałujących na układ izolacyjny. Obecnie intensywnie rozwijane są metody teoretyczne analizy - szczególnie w zakresie przepięć atmosferycznych - wykorzystujące modele matematyczne zjawisk i komputerową technikę obliczeniową. W publikacji przedstawiono model linii elektroenergetycznych w warunkach oddziaływania przepięć atmosferycznych. Model umożliwia analizę narażeń przepięciowych powstających w wyniku bezpośrednich wyładowań piorunowych, z uwzględnieniem udarowej wytrzymałości elektrycznej. Opracowany model zastosowano do statystycznej analizy zjawiska przeskoku odwrotnego wywołanego , bezpośrednimi uderzeniami pioruna do konstrukcji wsporczych linii.

Słowa kluczowe

high-voltage overhead lines lightning surges backflashover computer simulations

linie napowietrzne wysokiego napięcia przepięcie atmosferyczne symulacja komputerowa przeskok

Wydawca

Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering

Czasopismo

Archives of Electrical Engineering

Rocznik

2005

Tom

Vol. 54, nr 3

Strony

321--341

Opis fizyczny

Bibliogr. 39 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Nowak W.

Department of Electrical Power, AGH University of Science and Technology, Cracow

Bibliografia

1. Chisholm W.A., Chow Y.L., Srivastava K.D.: Travel time of transmission towers. IEEE Trans, on PAS, Vol. PAS-104, 1985, pp. 2922-2928.
2. CIGRE Working Group 33-01 of Study Committee 33 Overvoltages and Insulation Coordination: Guide to procedures for estimating the lighining performance of transmission lines. CIGRE Publi-cationNo. 63, 1991.
3. Flisowski Z.: Trendy rozwojowe ochrony odgromowej budowli. Część I. Wylądowanie piorunowe jako źródło zagrożenia (Dewlopment trends of the lightning protection of buildings. Part I. The lightning discharge as a source of hazard - in Polish,). PWN, Warszawa 1986.
4. Florkowska B ., Nowak W., Tarko R .: Modelowanie ulotu elektrycznego dla analizy propagacji fal przepięciowych w liniach elektroenergetycznych wysokich napięć (Modelling ofcorona discharge for overvoltages propagation analyse in high voltage power transmission lines - in Polish). Przegląd Elektrotechniczny, seria Konferencje, 1'2004, pp. .69-72.
5. Gallagher T., Dudurych 1., Corbett J ., Val Escudero M.: Towards the im-provement of the lightning performance of 110 kV unshielded overhead lines. 26lh Intern. Conference on Lightning Protection ICLP2002, Cracow, Poland, 2-6 September 2002, pp. 458-463.
6. Gatta F.M., Iliceto F., Lauria S .: Lightning performance of HV transmission lines with grounded or insulated shield wires. 26lh Intern. Conference on Lightning Protection ICLP2002, Cracow, Poland, 2-6 September 2002, pp. 475-480.
7. Heidler F., Cvetić J.M., Stanic B .V.: Calculation of lightning current parameters. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 14, No. 2, April 1999, pp. 399-404.
8. IEEE Modeling and Analysis of System Transients Working Group: Modeling guidelines for fast front transient. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 11, No. 1, January 1996, pp. 493-506.
9. IEEE Working Group on Lightning Performance of Transmission Lines: A simplified method for estimating lightning performance of transmission lines. IEEE Trans, on PAS, Vol. PAS-104, April 1985, pp. 919-932.
10. IEEE Working Group on Estimating the Lightning Performance of Transmission Lines: Estimating lightning performance of transmission lines II - updates to analytical models. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 8, No. 3, July 1993, pp. 1254-1267.
11. Ishii M ., et. a1.: Multistory transmission tower model for lightning surge analysis. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 6, No. 3, July 1991, pp. 1327-1335.
12. Kosztaluk R.: Zjawiska w betonie i gruncie wywołane przepływem prądów piorunowych i zwarciowych przez fundamenty linii przesyłowych (Effects in concrete and ground caused by passage of lightning and short-circuit currents through foundations of transmission lines - in Polish). Archiwum Elektrotechniki, 1976, T. XXV, Z. 1, pp. 95-108.
13. Kosztaluk R., et al.: Deep earthing rods in lightning protection systems. 26th Intern. Conference on Lightning Protection ICLP2002, Cracow, Poland, 2-6 September 2002, pp. 374-378.
14. Kosztaluk R., Mikulski J., Dąbrowski J.: Rola i zadania przewodów odgromowych (Ground wires role and tasks - in Polish/ Energetyka, zeszyt tematyczny 1/2003, pp. 76-81.
15. Kosztaluk R., Mikulski J., Dąbrowski J.: Zawodność przewodów odgromowych (Failure of overhead wires - in Polish). Przegląd Elektrotechniczny, seria Konferencje, 1'2003, pp. 136-141.
16. Marti J.R.: Accurale modeling of frequency-dependent transmission lines in electromagnetic transient simulation. IEEE Trans, on PAS, Vol. PAS-101, 1982, pp. 147-155.
17. Matsumoto Y., et.al.: Measurement of lightning surges on test transmission line equipped with arresters struck by natural and triggered lightning. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 11, No. 2, April 1996, pp. 996-1002.
18. Mikulski J.: Wybrane zagadnienia doboru i wymiarowania układów izolacyjnych sieci wysokich i bardzo wysokich napięć (Chosen problems related to the choice and dimensioning of insulationsystem of H.V. and E.H.V. overhead networks - in Polish). Prace Instytutu Energetyki, Monografia nr 20, Warszawa 1990.
19. Motoyama H.: Experimental siudy and analysis of breakdown characteristics of long air gaps with short tal lightning impulse. IEEE Transactions on PWRD, Vol. II, No. 2, April 1996, pp. 972-979.
20. Motoyama H., Shinjo K., Matsumoto Y,, Itamoto N.: Observation and analysis of multiphase back flashover on the Okushishiku test transmission line caused by winter lightning. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 13, No. 4, October 1998, pp. 1391-1398.
21. Mousa A. M.: The soil ionization gradient associated with discharge of high currents into eoncentrated electrodes. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 9, No. 3, July 1994, pp. 1669-1677.
22. Mozumi T., et. a 1.: Numerical electromagnetic field analysis of archorn voltages during a back-flashover on a 50O-kV twin-circuit line. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 18, No.l, January 2003, pp. 207- 213.
23. Nowak W.: Modelowanie zjawiska przeskoku odwrotnego w programie EMTP (Modelling of back-flashover in EleciroMagnetic Transients Program (EMTP) - in Polish). VI Sympozjum „Problemy eksploatacji układów izolacyjnych wysokiego napięcia EUI'97", Zakopane 23-25 października 1997, pp. 239-246 .
24. Nowak W. : Modelowanie i analiza przepięć atmosferycznych w napowietrznych rozdzielniach wysokiego napięcia (Modelling and analysis of lightning overvoltages in high voltage overhead substations - in Polish). Przegląd Elektrotechniczny, seria Konferencje, T2003, pp. 160-163.
25. Nowak W.: Identyfikacja narażeń przepięciowych układów elektroenergetycznych wysokich napięć przy wyładowaniach atmosferycznych (Identyfication of overvoltage visus of high voltage electical power system owing to lightning discharges - in Polish). Seria Rozprawy i Monografie, nr 139 , Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2005.
26. Nowak W., Włodek R.: Statistical evaluation of inverse flashover risk for 400 kV overhead line insulation. 22nd Intern. Conference on Lightning Protection ICLP, Budapest, Hungary, 19-23 September 1994, paper R 6b-04.
27. Nowak W., Włodek R .: Backflashover analysis with use of electromagnetic transients program (EMTP). 24th Intern. Conference on Lightning Protection ICLP98, Birmingham, United Kingdom, 14- 18 September 1998, paper 6c-10.
28. Nowak W., Włodek R.: Analiza przeskoku odwrotnego na izolacji linii napowietrznych wysokich i najwyższych napięć (The analysis of backflashover in insulating system of high- and ultra high voltage lines - in Polish;. Przegląd Elektrotechniczny, No. 10s'2002, pp. 226-229.
29. Pigini A ., et. al.: Performance of large gaps under lightning overvoltages: Experimental study and analysis of aceuracy of predetermination methods. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 4, No. 2, April 1989, pp. 1379-1392.
30. Sargent M. A., Darveniza M.: Tower surge impedance. IEEE Trans, on PAS, Vol. PAS-88, 1969, pp. 680-687.
31. Semlyen A., Dabuleany A.: Fast and aceurate switching transient calculation on transmission lines with ground return using recursive convolutions. IEEE Trans, on PAS, Vol. PAS-94, 1975, pp. 561-571.
32. Shindo T., Kishizima I., Suzuki T.: Flashover characteristic of air gaps under partly chopped waves. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 3, No. 4, October 1988, pp, 1887-1891.
33. Shindo T., Suzuki T.: A new calculation method of breakdown voltage-time characteristic of long air gaps. IEEE Trans, on PAS, Vol. PAS-104, 1985, pp. 1556-1563.
34. Soares J.A., Schroeder M.A.O., Visacro F .S .: An integrated approach for calculation of electromagnetic transients in transmission lines. 26th Intern. Conference on Lightning Protection ICLP2002, Cracow, Poland, 2-6 September 2002, pp. 452-457.
35. Szpor S .: Ochrona odgromowa. Tom 2 (The lightning protection. Vol. 2 - in Polish). WNT, Warszawa 1975
36. Tarchini J . A .: Impiwement of lightning performance of transmission lines by use of line surge arresters. 26th Intern. Conference on Lightning Proteciion 1CLP2002, Cracow, Poland. 2-6 September 2002, pp. 500-505.
37. Wagner C. F., Hileman A.R.: A new approach to calculation of lightning performance of transmission lines III - A simplified method: Stroke to tower. AIEE Trans, on PAS, Vol. 79, 1960, pp. 589-603.
38. Wakai T,, Itamoto N., Sakai T., Ishii ML: Evaltiation of transmission line arresters against winter lightning. IEEE Trans, on PWRD, Vol. 15, No. 2, April 2000, pp. 684-690.
39. Watanabe T., Yamagata K., Zaima E.: Insulation Coordination for UHV system. CIGRE, Session 1998, paper 33-101.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPS2-0036-0053