In this article, we propose a data-driven method for short-circuit fault detection in transmission lines that exploits the capabilities of convolutional neural networks (CNNs). CNNs, a class of deep feedforward neural networks, can autonomously detect different features from data, eliminating the need for manual intervention. To mitigate the effects of noise and increase network robustness, we present a CNN architecture with six convolutional layers. The study uses a single busbar power system model developed with the PSCAD simulation program to evaluate the performance of the proposed method. The proposed CNN method is also compared with machine learning methods such as LSTM, SVM and ELM. Our results show a high success rate of 98.4% across all fault impedances, confirming the effectiveness of the proposed CNN methods in accurately detecting short-circuit faults based on current and voltage measurements.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Recently, there are increasing interest in studying the ferroresonance phenomenon, due to the various problems it causes to power quality and the destruction of network parts, insulators and consumer devices. As the ferroresonance leads to a significant increase in voltage or/and current with harmonic presence, both of which represent a threat to the stability of the electrical network and its parts. The influence of ferroresonance on the distribution system is crucial because the distribution system is the network's closest part to the consumer, and any effect it has will have an impact on the customer. This paper presents a state of the art of ferroresonance problem. The most visible signals for ferroresonance and analytical methods used to indicate its occurrence are presented. The investigation of ferroresonance in the radial distribution system and the effect of integrating Distributed Generation (DG) into the distribution zone on this phenomenon are presented. The latest methods used to mitigate and prevent ferroresonance are discussed. Furthermore a technique for suppressing ferroresonance is implemented. The ferroresonance in power transformer and the effect of load variation on it will be presented. PSCAD/EMTDC software is used to simulate the study.
PL
Ostatnio obserwuje się coraz większe zainteresowanie badaniem zjawiska ferrorezonansu, ze względu na różne problemy, jakie powoduje w zakresie jakości zasilania oraz niszczenia elementów sieci, izolatorów i urządzeń konsumenckich. Ponieważ ferrorezonans prowadzi do znacznego wzrostu napięcia lub/i prądu z obecnością harmonicznych, które to oba stanowią zagrożenie dla stabilności sieci elektrycznej i jej części. Wpływ ferrorezonansu na system dystrybucyjny jest kluczowy, ponieważ system dystrybucyjny jest częścią sieci najbliższą konsumentowi, a każdy jego wpływ będzie miał wpływ na klienta. Artykuł przedstawia aktualny stan wiedzy na temat ferrorezonansu. Przedstawiono najbardziej widoczne sygnały dla ferrorezonansu oraz metody analityczne służące do wskazania jego występowania. Przedstawiono badania ferrorezonansu w promieniowym układzie dystrybucyjnym oraz wpływ integracji Generacji Rozproszonej (DG) w strefę dystrybucji na to zjawisko. Omówiono najnowsze metody stosowane do łagodzenia i zapobiegania ferrorezonansowi. Ponadto wdrażana jest technika tłumienia ferrorezonansu. Przedstawiony zostanie ferrorezonans w transformatorze mocy i wpływ na niego zmian obciążenia. Do symulacji badania stosuje się oprogramowanie PSCAD/EMTDC.
Artykuł przedstawia szerokie możliwości wykorzystania programu PSCAD/EMTDC jako narzędzia pozwalającego na symulowanie przebiegów powstałych w wyniku kołysań mocy. Zaprezentowano dwie metody modelowania zjawiska, opartą na matematycznym opisie zmian napięć źródłowych oraz z wykorzystaniem modelu generatora synchronicznego. Przedstawiono symulacje wpływu automatyki zabezpieczeniowej na zachowanie stabilności lokalnej turbozespołu. Zaprezentowano możliwość praktycznego wykorzystania wyników symulacji w badaniu wpływu kołysań mocy na zabezpieczenia odległościowe.
EN
This thesis shows wide possibility of using PSCAD/EMTDC to simulate waveforms caused by power swing. There were presented two different methods of modeling this phenomena. based on the mathematical description of sources voltages changing and using the model of a synchronous generator. Presented simulations of power system automation influence to maintain the local stability of turbine set. Possibilities of utilize of simulation results, in powers swing influence on distance protection was shown.
W artykule zaprezentowano model sieci SN wykonany w programie PSCAD oraz jego wykorzystanie do testowania funkcji różnicowej zabezpieczenia 7UT512. Badania przeprowadzono w laboratorium Instytutu Elektroenergetyki Politechniki Warszawskiej z wykorzystaniem testera firmy OMICRON. W ramach testów sprawdzono m.in. reakcję przekaźnika na występujące w sieci SN zwarcia, udary prądu magnesującego transformatora, załączanie i wybieg silnika asynchronicznego oraz nasycanie się przekładników prądowych. Niniejszy artykuł prezentuje wyniki uzyskane dzięki współpracy z firmą ZEG-ENERGETYKA.
EN
The paper presents the MV network model made in the PSCAD program and its use for testing the differential protection function of 7UT512 relay. The tests were carried out in the laboratory of the Institute of Electrical Power Engineering of Warsaw University of Technology using an OMICRON tester. The tests included evaluation of the response of the relay to the MV network short circuits, transformer inrush current surges, switching of the asynchronous motor and saturation of current transformers. The presented results were obtained in the cooperation with ZEG-ENERGETYKA.
This paper presents a study on ferroresonance occurring in a high voltage 400 kV transmission grid due to energization of power transformer under no-load conditions. The system scenarios analyzed in the present paper are considered as critical for development and modernization plans as currently announced by the national grid operator in Poland. The PSCAD simulation model was developed and applied for several study cases of a system with double-circuit arrangement of a transmission line. It is shown that the ferroresonant oscillations can be initiated by two-phase switching operation of a line circuit breaker. The impact of the double-circuit length on the ferroresonance mode and severity is demonstrated with the use of the Poincaré map analysis and Short Time Fourier Transform. It is demonstrated that the length of the transmission line that is mutually coupled in the double-circuit arrangement has a significant impact on the ferroresonance occurrence and on its mode. As the ferroresonance can pose severe threat to the power system components due to the severe overvoltage and overcurrent oscillations, the analysis presented in this paper demonstrates the necessity of the ferroresonance analyses for any re-designed transmission system.
W artykule przedstawiono różne sposoby pracy punktu neutralnego, a także opisano parametry mające istotny wpływ na przepięcia ziemnozwarciowe oraz prąd zwarcia płynący w sieci podczas zwarcia. Przedstawiono wyniki symulacji z programu PSCAD oraz model wykorzystany do przeprowadzenia badań.
EN
Paper present different neutral point treatment. Moreover chosen parameters and relations, which have impact on zero-sequence current and transient overvoltage are presented. Simulation model and results are shortly described.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the procedures for universal models preparation of components and devices that can be used in various simulation software environments that can be used for electro-thermal systems analysis. Such approach is applicable for multiphysical analyses in areas such as electrical engineering, electronics and physics. The proposed method that involves generation of DLL libraries is explained based on multiphysical model comprising electric and thermal subsystems. The paper highlights a complementary benefit of models black-boxing that may play an important role for know-how protection. The analyses performed herein revealed that proposed universal models are able to produce credible quantitative results in case of all considered software environments (PSCAD, Matlab, DIgSILENT), however with significant differences in the recorded computation time.
PL
Niniejszy artykuł przestawia metodę przygotowania uniwersalnych modeli komponentów, możliwych do użycia w różnych środowiskach symulacyjnych służących do analiz multifizyczyny w dziedzinach takich jak elektrotechnika, elektronika i fizyka. Zaproponowana metodyka uwzględniająca generację bibliotek DLL została przedstawiona w oparciu o multifizyczny model składający się z części termicznej i elektrycznej. Przeprowadzona analiza wykazała dużą zbieżność wyników pomiędzy rozpatrywanymi programami symulacyjnymi (PSCAD, Matlab, DIgSILENT), jednakże z zauważalnymi różnicami w długości trwania obliczeń.
Railway power lines as any other outdoor overhead conductors are exposed to lightning strokes. Overvoltages generated by a lightning surge may severely decrease the overall system reliability due to possible damages of powering and signalling equipment. Hence an appropriate design of lightning protection is crucial. This paper presents computer simulations of lightning phenomenon (Fast Transients) in a typical railway catenary system conducted in PSCAD software. Detailed numerical model consisted of cables, overhead catenary lines, surge arresters, transformers and rails. A few modelling approaches were used and compared. The outcome of such analysis can be helpful in determining possible overvoltages in railway system along with a proposal of ratings and locations of additional surge arresters’ installation.
PL
Treść artykułu skupia się na symulacyjnych badaniach przepięć piorunowych w sieci zasilania trakcji elektrycznej. W oparciu o model typowego systemu 25 kV a.c., przeprowadzono porównanie odpowiedzi układu w przypadku zmiany podejścia do modelowania elementów takich jak napowietrzna sieć trakcyjna, czy też szyny.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono model matematyczny łuku dynamicznego do symulacji zwarć doziemnych w sieciach średniego napięcia. Model opisuje całokształt procesów zwarcia łukowego: zapłon, przebieg palenia się, gaśnięcie łuku i narastanie napięcia powrotnego. Przedstawiono przykłady wykonania modelu w środowiskach programów PSCAD i Matlab/Simulink. Przeprowadzono badania porównawcze procesów zwarć łukowych w wymienionych programach z wykorzystaniem zaimplementowanych modeli.
EN
In the paper the mathematical model of dynamic arc destined for simulation of earth short-circuits in the medium voltage networks is presented. The model describes the whole of the arc short-circuit processes: the ignition, the burning itself, the arc extinction and increasing of the recovery voltage. Examples of the model implementation in programs PSCAD and Matlab/Simulink are also published. Comparative results of arc short-circuits in mentioned programs with the use of implemented models are depicted.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono uniwersalny model dynamicznego łuku zwarciowego do symulacji zwarć doziemnych w sieciach średniego napięcia. Model opisuje całokształt procesów zwarcia łukowego: zapłon, przebieg palenia się, gaśnięcie łuku i narastanie napięcia powrotnego. Zaimplementowano możliwość wyboru jednej z czterech charakterystyk łuku statycznego. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych z zastosowaniem modelu w sieci średniego napięcia.
EN
In the paper the universal model of dynamic short-circuits arc is presented for simulation of earth fault in the medium voltage networks. The model describes the whole of the arc short-circuit processes: the ignition, the burning himself, the arc extinction and increasing of the recovery voltage. The possibility of the choice of four characteristics of static arc is implemented. Simulation results with the use of the model in the medium voltage network are depicted.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the multi-criterion digital earth fault protection model, implemented in the environment of PSCAD program, is presented. The fundamental algorithms of the digital signal processing (DSP), used in protection technology for estimation of earth fault criterion quantities, are discussed and the methods of their implementation in PSCAD are presented. Chosen simulation results of protection are also enclosed.
PL
W pracy przedstawiono model wielokryterialnego cyfrowego zabezpieczenia ziemnozwarciowego opracowany w środowisku programu PSCAD. Omówiono główne algorytmy cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS), stosowane w zabezpieczeniach do estymacji ziemnozwarciowych wielkości kryterialnych, i sposoby ich realizacji w PSCAD. Załączono wybrane wyniki badań symulacyjnych zabezpieczenia.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a simulation model of a digital impedance fault locator with measuring algorithm using the short-circuit equations for phase impedances and instantaneous values of voltage and current as well as a model of part of an electric power system with a transmission line selected for testing. The models are implemented using the professional software environment PSCAD. The measuring algorithm takes into account the natural phase asymmetry of the line and the location of phase transposition points when it estimates the distance to the fault. The estimation of accuracy of the fault localization was carried out as a function of fault resistance, line load, position and fault type. The dynamics of estimation process of distance to damage was also considered.
PL
W pracy przedstawiono model symulacyjny cyfrowego impedancyjnego lokalizatora zwarć oraz model fragmentu systemu elektroenergetycznego z wydzieloną linią przesyłową do badań. W lokalizatorze zastosowano algorytm pomiarowy, oparty na równaniach pętli zwarciowej dla składowych fazowych impedancji oraz wartości chwilowych prądów i napięć. Modele wykonano w środowisku programu PSCAD. Algorytm pomiarowy uwzględnia naturalną asymetrię fazową linii i położenie punktów transpozycji faz przy ocenie odległości do miejsca zwarcia. Przeprowadzono ocenę dokładności lokalizacji zwarć w funkcji rezystancji przejścia, obciążenia linii, rodzaju zwarcia i jego położenia względem punktu pomiarowego i punktów przeplotu faz. Oceniono także dynamikę procesu estymacji odległości do zwarcia.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.