Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nowe przekaźniki odpowiedzią na wyzwania współczesnych zabezpieczeń

Schweitzer Edmund O., Kasztenny Bogdan, Mynam Mangapathirao V., Fischer Normann, Guzmán Armando

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2023

|

R. 91, nr 9

50--54

PL

Charakterystyki prądów zwarciowych podlegają ciągłym zmianom w miarę rozwoju generacji wiatrowej oraz innych źródeł włączanych do sieci za pośrednictwem przekształtników energoelektronicznych. Odpowiedź zwarciowa systemu zmieniła się nie tylko w rezultacie zmniejszenia udziału mocy generowanej przez tradycyjne duże generatory synchroniczne, ale także zmienia się w ślad za nowymi rozwiązaniami generacji rozproszonej oraz zasadami ich funkcjonowania określanymi przez odpowiednie kodeksy sieciowe. Wynikające stąd wyzwania w odniesieniu do automatyki zabezpieczeniowej mogą być rozwiązane przez zastosowanie jednej z następujących reguł: udoskonalenia charakterystyk stosowanych obecnie przekaźników zabezpieczeniowych, wymuszenia rygorystyczniejszych charakterystyk zwarciowych w odniesieniu do stosowanych źródeł oraz stosowania kryteriów zabezpieczeniowych, które są mniej zależne od tych źródeł. Artykuł prezentuje doświadczenia płynące z zastosowania zabezpieczeń działających na podstawie kryteriów dotyczących stanu przejściowego po zwarciu, pokazując korzyści takich rozwiązań w odniesieniu do wspomnianych wyzwań.

EN

Fault current characteristics continue to change as more wind-powered generators and inverter-based sources are added to the electric power grid. The system fault response is not only different than in the days of large synchronous generators, but it also varies based on the source design and the utility grid code. We have three ways to tackle the rising protection challenges: fine-tune the present protective relays, enforce a better fault response of the sources, and use protection principles that are less dependent on the sources. This article shares our experience with transient-based line protection and shows how it helps solve today’s line protection challenges.

2

Zabezpieczenie zwarciowe sieci z niekonwencjonalnymi źródłami energii. Ścieżki dojścia i droga do rozwiązania problemów

Kasztenny Bogdan

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2021

|

R. 89, nr 9

34--40

PL

W artykule prezentowane są problemy związane z zabezpieczeniami sieci elektroenergetycznych z dużym udziałem niekonwencjonalnych źródeł zasilania, jak generatory wiatrowe czy fotowoltaiczne. Z krótkiego omówienia historii rozwoju automatyki zabezpieczeniowej w pierwszym wieku użytkowania systemów elektroenergetycznych widać, że dzisiejsze rozwiązania bazują na klasycznych zasadach sformułowanych już u początków rozwoju tej dyscypliny. Stosowane kryteria: nadprądowe, odległościowe, porównawczo-kierunkowe lub różnicowoprądowe są osadzone na znanych prawach fizyki, a także odzwierciedlają odpowiednie charakterystyki sieci. Sytuacja ta zmieniła się mniej więcej dwie dekady temu, gdy rozwój energoelektroniki i technologii materiałowych, a także nacisk społeczny wymusił i umożliwił szerokie stosowanie nowych źródeł energii. Te niekonwencjonalne źródła stworzyły niekorzystne warunki do stosowania zabezpieczeń odległościowych na dotychczasowych warunkach. W przypadku zwarcia w linii, napięcia, prądy oraz częstotliwość w sieci z takimi źródłami reagują inaczej niż w przypadku ich zasilania przez generatory synchroniczne. Wymusza to konieczność innego spojrzenia na projektowanie i nastawianie zabezpieczeń. W artykule prezentowane jest nowe podejście do tego zagadnienia. Proponuje się zastosowanie algorytmów bazujących na stanach przejściowych, jakie towarzyszą zwarciom w sieci. W przeciwieństwie do klasycznych algorytmów bazujących na pomiarach fazorów, takie metody dotyczą charakterystyk linii a nie źródeł zasilających. Na nowo należy także przemyśleć: zasady zabezpieczenia rezerwowego linii, automatyki LRW, bezpośredniego wyłączania drugiego końca linii czy też redundancji.

EN

This paper discusses problems connected with line protection near wind-turbine generators and inverter-based sources. From the short presentation of power system protection development in the first century of power grids history it is seen that today power system protection principles are based on classical well recognized and verified methods. The overcurrent, distance, directional comparison, and differential protection principles are rooted in the laws of physics, but they also rely on the characteristics of the grid. Two decades ago, however, the progress in power electronics and material science, especially in applications to solar cells and wind turbines, combined with the shift in societal attitudes toward global warming and renewable power, fueled the rise of wind and solar power generation. Unconventional sources create adverse operating conditions for distance elements in line protection applications. During a line fault, the frequency of fault voltages and currents that an unconventional source supplies can significantly differ from the pre-fault frequency what change the principles applied for the mho distance element logic and overall details. The paper analyzes key parts of today’s distance elements and identifies those parts that face issues when unconventional sources supply the relay voltages and currents during line faults. Next, this paper presents solutions to these problems. The paper shows that transient-based methods will play a major part in line protection, especially when the penetration of unconventional sources increases, the fault contribution of synchronous generators declines, and the transient stability requirements call for ultra-high-speed relay operation. Other changes will be needed as well, such as pivoting away from remote backup through stepped distance schemes and relying more on breaker failure protection, direct transfer tripping and redundancy.

3

Usprawnienie pracy ekipy serwisowej na liniach przesyłowych dzięki zastosowaniu falowych lokalizatorów miejsca zwarcia

Kasztenny Bogdan

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2020

|

R. 88, nr 3

9--20

PL

Falowe lokalizatory (LF) umacniają swoją popularność na rynku urządzeń służących do szybkiego i dokładnego określania miejsca uszkodzenia linii elektroenergetycznych. Charakteryzują się sprawdzoną w warunkach rzeczywistych dokładnością lokalizacji w zakresie pojedynczego przęsła linii. Wysyłając ekipę serwisową do naprawy uszkodzonej w wyniku zwarcia linii, dyspozytor powinien mieć możliwość łatwego i dokładnego przekształcania wskazań LF w jednostkach względnych (p.u.) odniesionych do długości linii na rzeczywiste położenie słupa leżącego najbliżej miejsca zwarcia, jeśli chce zachować dokładność wskazań lokalizatora. Taka konwersja powinna zapewnić w rzeczywistych warunkach dokładność w zakresie jednego przęsła linii. W artykule przedstawiono kilka praktycznych metod służących do poprawy dokładności oceny rozpatrywanej odległości na podstawie uzyskanych pomiarów przez LF. Pierwsza metoda polega na wyznaczeniu określonego punktu w linii (słupa), który jest punktem odniesienia, wyznaczonym na podstawie określenia fizycznego miejsca zwarcia w linii i związania go ze wskazaniami LF w jednostkach względnych. Położenie takiego punktu w terenie może zwiększyć dokładność wyznaczenia innych zwarć w linii na podstawie wskazań LF. Druga metoda polega na wykorzystaniu danych uzyskanych na podstawie protokołów uruchomienia lub diagnostyki kabli światłowodowych umieszczonych w przewodach odgromowych linii. Podczas takich czynności firmy instalacyjne mogą zmierzyć straty wzdłuż światłowodu za pomocą optycznych reflektometrów (OTDR - Optical Time-Domain Reflectometry). Na podstawie analizy zmian w jednorodności światłowodu, pomiary te umożliwiają identyfikację słupów, na których są łączone odcinki światłowodu (spawanie). Zidentyfikowane w ten sposób słupy występują następnie w charakterze wspomnianych punktów odniesienia.

EN

Traveling-wave (TW) fault locators continue to gain popularity as new economical fault-locating solutions enter the market. These fault locators have a field-proven potential for accuracy on the order of one tower span. When dispatching line crews to inspect and repair the line after a fault, utilities need a simple and accurate method of converting the per-unit fault location from the TW fault locator into a tower position in the physical world if they want to retain the inherent per-unit fault-locating accuracy. This paper presents several practical methods for improving the dispatch accuracy. One method uses line faults for which line crews confirmed the fault location with confidence. The method maps a tower with a confirmed fault to the per-unit location of the fault. Such a tower becomes a landmark to help map other towers with improved accuracy. Another method uses a commissioning or troubleshooting report for the fiber-optic cable in the ground wire of the line. As a part of commissioning or troubleshooting fiber cables, utilities measure losses using Optical Time-Domain Reflectometry (OTDR). The OTDR measurements allow locating towers with splices. In our method, these towers become landmarks to map other towers with accuracy.