Analiza przepięć ziemnozwarciowych w sieciach rozdzielczych

• Autorzy: Oramus P. , Furgał J.

Warianty tytułu

EN

Analysis of overvoltages during earth faults in distribution electrical networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zwarcia doziemne są szczególnie częste w sieciach kablowych rozdzielczych. Podczas zwarć doziemnych pojawiają się przepięcia o dużych wartościach maksymalnych spowodowane wielokrotnymi zapłonami i gaszeniem łuku elektrycznego w miejscu zwarcia. W celu ograniczenia prądu ziemnozwarciowego, szybkiego zgaszenia łuku w miejscu zwarcia i ograniczenia przepięć ziemnozwarciowych, punkt neutralny sieci elektrycznych jest łączony przez cewkę lub rezystor. Sieci elektryczne rozdzielcze o małym prądzie ziemnozwarciowym mogą pracować z punktem odizolowanym od ziemi. W artykule zamieszczono analizę przepięć ziemnozwarciowych w rzeczywistej sieci rozdzielczej kablowo-napowietrznej. Podstawą analizy były wyniki symulacji przepięć podczas zwarć doziemnych w sieci przy różnych sposobach połączenia punktu neutralnego sieci z ziemią. Do ochrony przepięciowej urządzeń zastosowano ograniczniki przepięć z tlenków metali. Symulacje prowadzono zgodnie z teoriami Petersa i Slepiana oraz Petersena, przy wykorzystaniu programu Electromagnetic Transients Program-Alternative Transients Program (EMTP-ATP).

EN

Overvoltages occurring under earth faults duration occur especially often in distribution cable electric networks. Significant values of overvoltages are caused by multiple ignitions of electric arc occurring in earth fault place. In order to limit short circuit current and overvoltages, neutral point of electric networks can be connected to earth by Petersen coil or resistor. Neutral points of electrical networks with small value of earth fault current can be designed as isolated from earth. This paper presents an analysis of overvoltages during short circuit to earth performed for real medium voltage cable network. Simulations have been performed for various ways of the neutral point connection to earth. Metal oxide surge arresters have been applied to provide overvoltage protection for devices installed in analyzed electrical network. Simulations have been performed in the EMTP-ATP program according to two short circuit theories – the Petersen`s theory, as well as the Peters` and Slepian`s theory.

Słowa kluczowe

PL

przepięcie ziemnozwarciowe; ochrona przepięciowa; symulacja komputerowa; program EMTP-ATP

EN

earth fault; overvoltage protection; computer simulation; program EMTP-ATP

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 6
• Strony: 149--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Oramus P.

• Korporacyjne Centrum Badawcze ABB, ul. Starowiślna 13A, 31-038 Kraków

autor

Furgał J.

• AGH Akademia Górniczo- Hutnicza w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Lorenc J., Musierowicz K., Kwapisz A.: Detection of the intermittent earth faults in compensated MV network, IEEE Power Tech Conference Proceedings, 2003 June 23th - 26th Bologna, Italy, Vol. 2
• [2] Druml G., Kugi A., Parr B.: Control of Petersen coils, XI. Int. Symp. on Theor. Electr. Engin., Aug. 2001, Linz, Austria, pp. 1 - 7
• [3] Peters J. F., Slepian J.: Voltages induced by arcing grounds, Spring Conv. of the A. I. E. E., Pittsburgh, April 24 - 26, 1923, pp. 781 - 792
• [4] Jakubowski J.: Podstawy teorii przepięć w układach elektroenergetycznych, PWN, Warszawa, 1968
• [5] Petersen W.: Overcurrents and overvoltages in systems with large ground current, E.T.Z, 1916
• [6] Marusic A., Frankovic D.: Earthing of previously unearthed medium voltage networks, 5th Int. Conf. on Electric Power Systems, High Voltages, Electric Machines, WSEAS/IASME Tenerife, Spain, Dec. 16-18, 2005, pp. 273 - 279
• [7] Roberts J., Altuve H. J., Hou D.: Review of ground fault protection methods for grounded, ungrounded, and compensated distribution systems, USA, SEL, 2001, pp. 1-40
• [8] Hänninen S.: Single phase earth faults in high impedance grounded networks: Characteristics, indication and location, Technical Research Centre of Finland, Espoo 2001, VTT Publications 453, pp. 1 - 78 p. + app. 1-61
• [9] Katalog TELEF-FONIKA: Kable i przewody elektroenergetyczne, str. intern.: www.tfkable.com
• [10] Transformatory mocy oraz transformatory rozdzielcze, Karta katalogowa, Fabryka transformatorów - Żychlin, str. intern.: www.ftz.pl
• [11] Ograniczniki przepięć średniego napięcia. Karta katalogowa. ABB, str. intern.: www.abb.pl
• [12] IEC 60099-5: Surge arresters. Selection and application recommendations
• [13] Canadian/American EMTP User Group, Alternative Transients Program. Rule Book, 1992
• [14] IEEE Working Group 3.4.11: Modeling of metal oxide surge arresters, IEEE Trans. on Pow. Deliv., Vol. 7, No. 1, January 1992, pp. 302 - 309