Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of pipeline random response to stray currents effects produced by D.C. traction system

Szymenderski J., Machczyński W.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 10

157--170

EN

The paper presents a method of the simulation of the pipeline potential shift produced by D.C. traction stray currents which are stochastic in character. The calculation model presented is based on the deterministic model used in the earth-return circuit theory combined with the non-deterministic approach based on the Monte Carlo procedure. The model of the equivalent rail with current energization and the concept of superposition allow one to consider more complicated D.C. railway systems using a segmental approximation of the complex railway route and taking into account a number of substations and loads at any location. A locomotive position and a load current are assumed to be independent random variables in the non-deterministic approach. Using simulation program developed random characteristics of a pipeline response e.g. maximum, minimum, median and mean values can be obtained. Hence the pipeline regions more exposed to corrosion risk can be determined.

PL

W artykule przedstawiono metodę symulacji potencjału rurociągu generowanego przez prądy błądzące o losowym kierunku przepływu i wartości. Przedstawiony model zrealizowano w oparciu o metodę deterministyczną w połączeniu z procedurą Monte Carlo. Model zastępczy szyn wykorzystuje zasilanie prądowe oraz zasadę superpozycji. Pozwala to rozważać złożone układy z zastosowaniem segmentowej aproksymacji trasy kolejowej i uwzględnieniu wielu podstacji i pojazdów w dowolnej lokalizacji. Zakłada się, że pozycja lokomotywy i prąd obciążenia są niezależnymi zmiennymi losowymi w podejściu niedeterministycznym. Wykorzystując zaprezentowaną metodę przedstawiono charakterystyki odpowiedzi rurociągu, tj. minimalne, maksymalne, medianę i wartości średnie potencjału. Na tej podstawie można wyznaczyć rejony rurociągów zagrożone korozją elektrochemiczną.

2

Electric field induced by current in overhead conductor

Budnik K., Machczyński W., Szymenderski J.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2014

|

z. 1

35--42

EN

The paper presents a theoretical study of the calculation of electric field induced in vicinity of an overhead current carrying conductor. Exact method of the determination of the induced electric field bases on the Fourier transform technique, whereas a simplified method uses the concept of complex ground return plane. As an example the induced electric field under a power line conductor is calculated.

PL

Praca dotyczy metod dokładnej oraz uproszczonej wyznaczania natężenia indukowanego pola elektrycznego wokół napowietrznego przewodu z prądem. Metoda dokładna bazuje na przekształceniu Fouriera w celu rozwiązania równania Helmholtza dla potencjału wektorowego, natomiast uproszczona opiera się na metodzie odbić zwierciadlanych od płaszczyzny umieszczonej na głębokości opisanej funkcją zespoloną. Wykazano przydatność praktyczną metody uproszczonej

3

Magnetic field mitigation from sagging power lines using a sagging passive loop

Budnik K., Machczyński W.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2013

|

z. 1

29--41

EN

The study presents in a tutorial manner methods of the calculation of magnetic fields in vicinity of catenary electric power lines without and with mitigation loops. A solution for modelling magnetic fields produced by sagging conductor, described by the catenary equation, is proposed. It is assumed that the equation of the catenary exactly describes the line sag and the influence of currents induced in the earth on the distribution of power line magnetic field is neglected. Moreover the mitigation effects due to the passive loop are also investigated, whereas the mitigation loop can be treated as a rectangular loop (two-conductor closed mitigation loop) horizontal located under the power line or as a closed loop with two sagging conductors.

PL

W pracy zaprezentowano metody wyznaczania pola magnetycznego pod linią elektroenergetyczną w przypadku zastosowania pasywnego ekranu – pętli utworzonej przez parę przewodów podwieszonych pod linią, z uwzględnieniem zwisu przewodów linii i pętli. Zwis przewodów opisany jest równaniem łańcuchowym. Pomija się wpływ prądów indukowanych w ziemi na rozkład pola magnetycznego. Wyprowa-dzono wzory analityczne i omówiono sposób wyznaczenia efektu ekranowania, w pierwszej kolejności dla przewodów pętli pasywnej bez uwzględnienia zwisu, a następnie z jego uwzględnieniem.

4

Problematyka wyznaczania i ewidencji parametrów linii WN z wykorzystaniem baz danych

Miller P., Wancerz M

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2013

|

No. 74

127--136

PL

Poprawne określenie parametrów sieci jest bardzo istotne w aspekcie analiz rozpływów mocy, obliczeń zwarciowych, badań stabilności lokalnej i globalnej oraz nastaw zabezpieczeń linii elektroenergetycznych. Linia elektroenergetyczna prądu przemiennego charakteryzowana jest przez rezystancję, reaktancję, konduktancję i susceptancję pojemnościową. Wszystkie te wielkości występują w każdym elementarnym odcinku rozpatrywanej linii. Aby zbudować schemat zastępczy linii, trzeba je połączyć tak jak one występują w rzeczywistości, czyli należałoby przedstawić schemat linii zestawiony z nieskończonej liczby elementarnych odcinków. Schemat ten wiernie odwzorowuje linię, lecz operowanie nim w obliczeniach praktycznych jest uciążliwe i prowadzi do skomplikowanych zależności. W praktyce dokładność obliczeń jest uzależniona od wiarygodnych danych wejściowych. W artykule zaprezentowano podstawową teorię wyznaczania parametrów schematów zastępczych oraz aplikację komputerową do obliczania parametrów elektrycznych linii elektroenergetycznych na postawie typów przewodów oraz sylwetek słupów. Aplikacja wykorzystuje bazę danych do ewidencji parametrów linii, spełniając równocześnie rolę katalogu sylwetek słupów i przewodów.

EN

Correct determination of network system parameters is very important from the viewpoint of load-flow analyses, short-circuit and stability calculations and power line protection settings. AC power lines are characterized by their resistance, reactance, conductance and susceptance. All the mentioned quantities concern every elementary section of the considered power line. In order to elaborate an equivalent power line network it needs to connect the lines according to their real-time connections, which means that such a network should be composed of an infinite number of elementary sections. The network is accurate when it precisely represents the real-time lines, but when practical calculations are concerned it gets laborious and yields complex relations. In practice, accuracy of calculations depends on the input data reliability. The article presents a basic theory concerning determination of equivalent network parameters as well as a computer application for calculating parameters of electric power lines on the basis of the conductor and tower types. The application uses a database for the storage of line parameters and makes a kind of catalogue of tower and conductor types.

5

Modelowanie oddziaływań elektromagnetycznych na rurociągi podziemne z uwzględnieniem korozji przemiennoprądowej

Budnik K., Machczyński W.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

nr 8

332-339

PL

Na odcinkach na których następuje zbliżenie tras rurociągów podziemnych i napowietrznych linii elektroenergetycznych prądu przemiennego istnieje niebezpieczeństwo indukowania się w części stalowej rurociągu napięć przemiennych o wartościach, które mogą stanowić zagrożenie porażeniowe i korozyjne. Niebezpieczeństwo wzrasta wraz ze wzrostem wartości prądów roboczych napowietrznych linii elektroenergetycznych, stosowaniem coraz doskonalszych powłok izolacyjnych rurociągów i długości odcinków na jakich następuje zbliżenie tras obwodów ziemnopowrotnych. Istnieją programy komputerowe przeznaczone do analizy sprzężeń indukcyjnych w obwodach ziemnopowrotnych, które jednakże nie uwzględniają zjawiska korozji przemiennoprądowej w miejscu uszkodzenia powłoki izolacyjnej rurociągu. Co warte podkreślenia mechanizm korozji przemiennoprądowej, w szczególności konstrukcji stalowych umieszczonych w glebie, do chwili obecnej nie jest dobrze poznany. W artykule omówiono zagadnienie modelowania rurociągów podziemnych ze sprzężeniem indukcyjnym z uwzględnieniem korozji przemiennoprądowej części stalowej rurociągu narażonej na kontakt z elektrolitem glebowym. Przedstawiono schemat zastępczy dla korozji AC bazujący na równaniach Butlera-Volmera, podano parametry ich interpretację fizyczną i sposób wyznaczania wartości. Obliczenia wykonano w pakiecie Matlak-Simulink. W części graficznego interfejsu Simulink część liniową układu opisano przy pomocy współczynników równań stanu, korodujące ogniwo jako zjawisko nieliniowe dołączono w postaci odpowiednio zdefiniowanego sprzężenia zwrotnego. Określono wejścia układu (źródła) i wyjścia (potencjały i prądy). Na zakończenie przedstawiono uwagi końcowe i wnioski.

EN

InducedAC vo!tage is clearly identifiedas apotetttial hazard, /rom butli safety andcorrosion standpoints, for all buried pipelines coming into protimity with overhead electric transmission systems. The likełihood ofelectromagnetic interference (EMI) increases with rising operating stirrers in the overhead lines. will increasnig nalily ofthe coaling on tlie pipeline, and with the length ofa linę parallel to and ciosa lo power lines. li is possible to simulate the conditions llial are expected to ist on tliese pipelines, and calculate llie anlicipated levels of induced A C roltage as well as its intensity and density flowing into the soil through the coaling defect. Determining a pipelines response is noted easy task since it depends on three factors, nameiy the location of the structure will respect lo the magtnetic field generated by lite AC since, the magnitude of the interfering field, and the electrochemical response of the struture to the interference. Many computer programs can be used lo calculate a pipeline s AC voltage by taking into accounl the worst case under normal operatying conditions of the interfering systems. The programs however do not take into account the electrochemical phenomena on tlie pipeline surface at pipeline coating defect locations. It should be noted, that the meclianism of AC corrosion is not very well understood, particularly as ii applies to corrosion in soils. A simulation model ofa metal pipeline under indtictive influence, in which AC corrosion is taken into account has been presented in the paper. Ań electrical eqnivalent diagram is presented and lite corrosion current, the pipeline potential and the corrosion rate are calculated. The use oft he Matlab-Simulink platform for multidomain simulation and model-bused-design of dynamic systems permils the complex analysis of the interference on pipelines, whereas the electrochemical phenomena on the interjfce metal - soil arę taken into account. E MI in tlie circiiil is presented by Simulink in the form of a block diagram - a graphical representation of the process, which is composed of an input, the system, and an output. The block connected with the AC corrosion, in which the electrochemical phenomena are represented by the non-linear Butler-Yolmer equations, has been implemented in the simulation package. The system is described by stale equations, which can be solved by tools provided by Matlab.

6

Pole magnetyczne napowietrznej linii przesyłowej dwuprzewodowej

Baron B., Piątek Z.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 182

7-14

PL

Dla obwodów ziemnopowrotnych napowietrznej linii dwuprzewodowej wprowadzono wektorowy potencjał magnetyczny. Po przekształceniu wyraz po wyrazie w równaniach różniczkowych dla potencjału magnetycznego i przekształceniu warunków brzegowych za pomocą transformacji Fouriera otrzymuje się potencjał magnetyczny w powietrzu oraz w ziemi w postaci wzorów analitycznych. Potencjały te wyrażone są prze całki niewłaściwe. Po odpowiednich podstawieniach całki te sprowadza się do transformat Laplace'a. Ostatecznie otrzymuje się wzory analityczne opisujące pole magnetyczne w otoczeniu dwuprzewodowej napowietrznej linii przesyłowej. Do wizualizacji rozkładu pola magnetycznego opracowano projekt w Delphi.

EN

For a circuit with ground return consisting of a long rectilinear overhead conductor the vector magnetic potential is introduced. Transformation of differential equations describing the magnetic potential by means of Fourrier transformation yields the vector potential in the form of analytical formula. The magnetic field strength represented by improper integrals is determined. Appropriate representation of those calculations reduces them to calculation of Laplace transformation, thus yielding analytical formulae describing the magnetic field in the circuit with ground return. Finally, a computer simulation in Delphi of the discussed question is presented.

7

Impedancje obwodów ziemnopowrotnych napowietrznej linii przesyłowej dwuprzewodowej o przewodach dwuwarstwowych

Baron B., Piątek Z., Sołtysik M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 182

47-54

PL

Całkowite natężenie pola elektrycznego w przewodzie dwuwarstwowym napowietrznej dwuprzewodowej linii przesyłowej przedstawiono w postaci sumy indukowanego i statycznego pola elektrycznego. Obliczając transformatę Laplace'a z funkcji opisującej wektorowy potencjał magnetyczny, indukowane pole elektryczne przedstawiono w postaci wzorów analitycznych jako sumę pola elektrycznego indukowanego przez prąd własny przewodu i pola elektrycznego indukowanego przez prąd przewodu sąsiedniego. Statyczne pole elektryczne określa całkowite napięcie w rozważanym przewodzie i jest ono sumą spadku napięcia na impedancji własnej przewodu i spadku napięcia na impedancji wzajemnej, przy czym impedancja własna jest sumą impedancji wewnętrznej określonej na podstawie całkowitego pola elektrycznego i impedancji zewnętrznej określonej na podstawie pola elektrycznego indukowanego przez prąd własny przewodu. W zakończeniu opracowano projekt w Delphi 4, skąd obliczono impedancje własne i wzajemne dwuprzewodowej napowietrznej linii przesyłowej dla kilku wybranych typów przewodów dwuwarstwowych.

EN

The total electric field strength in the two-layer conductor of an overhead double wire transmission line is presented as a sum of induced and static electric fields. Calculating the Laplace transform from the function describing the vector magnetic potential we can represent the induced electric field by means of analytical formulae as a sum of the electric field induced by the own current of the conductor and of the electric field induced by the current of the neighbouring conductor. The static electric field determines the total voltage in the considered conductor and it is a sum of the voltage drop across the self-impedance of the conductor and of the voltage drop across the mutual impedance, while the self-impedance is a sum of the internal impedance determined on the basis of the total electric field and the external impedance determined on the basis of the electric field induced in the conductor by its own current. Finally a project elaborated in Delphi 4 is used to calculate the self- and mutual impedances of the overhead double wire transmission line for a few selected types of two-layer conductors.