W końcu XIX wieku nastąpił szybki rozwój elektroenergetyki. Zaczęto budować coraz dłuższe linie napowietrzne o coraz wyższym napięciu. Początkowo do obniżania przepięć stosowano iskierniki oraz różne urządzenia ochronne, które określamy dziś jako ochronniki. Miały one na celu zmniejszenie wartości szczytowych przepięcia albo zmniejszenie jego stromości. Ochronniki można podzielić na trzy zasadnicze typy: kondensatorowe, cewkowe (dławiki) i upływowe. W artykule scharakteryzowano: iskierniki, wentyl Gilesa, ogranicznik elektrolityczny, ograniczniki tlenkowe, ograniczniki iskiernikowe, czyli odgromniki zaworowe oraz odgromniki wydmuchowe.
EN
By the end of the nineteenth century there was a rapid development of the power industry. Longer and longer overhead power lines were built and of higher and higher voltage. At first, protective spark gaps and other protection devices were used which now we determine as “arresters”. Their objective was to reduce the peak value of a surge or to reduce its rate of rise. Arresters can be divided into three main groups: surge capacitors, choke coils and earth leakage protection devices. Characterized are here: spark gaps, Giles valves, aluminum cell lightnig arresters, oxide film arresters, spark gap arresters i.e. valve-type lightning arresters and expulsion-type arresters.
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.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane aspekty analizy koordynacji izolacji wykorzystywane w praktyce projektowania stacji wysokich i najwyższych napięć. Omówiono główne założenia typowych analiz przepięciowych oraz przedstawiono metody obliczeniowe wspomagające proces poprawnego doboru środków ochrony odgromowej. Przedstawiono metody modelowania narażeń przepięciowych oraz modele poszczególnych elementów systemu, istotnych z puntu widzenia koordynacji izolacji. Szczególny nacisk położono na uwzględnienie zjawisk nieliniowych oraz charakterystyk częstotliwościowych, pozwalających na uzyskanie wymaganej dokładności obliczeń. Przedstawiono wyniki przykładowej analizy wpływu długości linii kablowej na wartości przepięć występujących w miejscu zainstalowania transformatora. Analizę przepięciową przeprowadzono dla schematu jednokreskowego typowej stacji rozdzielczej wysokich napięć w izolacji gazowej typu SF6, dla której przyjęto typowe parametry konstrukcyjne linii napowietrznych i kablowych, parametry konstrukcji wsporczych linii napowietrznych, oraz modele aparatów i urządzeń stacji wraz z doprowadzeniami, w szczególności modele transformatorów oraz ograniczników przepięć. Dla ograniczników przepięć dokonano oceny skuteczności i niezawodności ograniczników, związanej ze zdolnością ograniczników do pochłaniania i skutecznego odprowadzania energii wydzielanej podczas zadziałania, oraz pozwalającej na weryfikację poprawności doboru ograniczników dla pracy w danych warunkach przepięciowych. Przedstawiona w pracy analiza wskazuje, że połączenia kablowe mogą w znaczny sposób zmieniać narażenia powstałe w wyniku przepięć atmosferycznych w linie dochodzące do stacji, a tym samym wpływać na narażenia napięciowe, jakim w trakcie eksploatacji poddawane są układy izolacyjne aparatów i urządzeń.
EN
In the paper practical aspects of insulation co-ordination analyses are presented for high and ultra high voltage Gas Insulated Switchgear substations. Modeling methods are elaborated for proper selection of overvoltage protection measures, such as surge arresters, overhead lines towers grounding system, and line insulators chain lengths. The methods of lightning surges and substation equipment modeling were presented with special interest in modeling of nonlinear phenomena and high frequency characteristics, allowing for the required accuracy of the simulation results. The results for exemplary insulation co-ordination analysis are presented, showing the cable line impact on the substation overvoltages. The analysis was performed for a Single Line Diagram of an exemplary typical High Voltage GIS substation, for which a typical configuration and parameters of the elements have been assumed: overhead lines, substation apparatus, transformers and surge arresters. For the surge arresters, the analysis of the arresters reliable and efficient energy dissipation was analyzed, which allowed for evaluation and verification of proper selection and operation of the equipment in given voltage stress conditions and the assumed substation layout. The analyses presented in the paper shows that the cable line connections within or between substations have significant impact on overvoltages, which can threaten insulation system of transformers and can also influence selection of number and location placement of the surge arresters.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Urządzenia elektryczne niskiego napięcia są poddawane działaniu przepięć powstających w sieciach i instalacjach niskiego napięcia oraz przepięć powstających w sieciach rozdzielczych. Analiza narażeń przepięciowych w sieciach niskiego napięcia ma duże znaczenie ze względu na wzrastającą liczbę urządzeń elektrycznych niskiego napięcia i aparatury elektrycznej wrażliwej na oddziaływanie przepięć oraz zwiększające się wymagania odnośnie do niezawodności ich działania. Przepięcia powstające w sieciach rozdzielczych docierają do sieci niskiego napięcia między innymi w wyniku zjawiska przenoszenia przepięć przez uzwojenia transformatorów rozdzielczych. Uzwojenia transformatorów stanowią bowiem złożone nieliniowe układy elektryczne między którymi istnieją silne sprzężenia elektromagnetyczne. Przyczyną powstawania przepięć o największych wartościach w sieciach rozdzielczych są wyładowania piorunowe do linii napowietrznych. Podstawą analizy przepięć w układach elektroenergetycznych są głównie wyniki symulacji komputerowych wykonane z zastosowaniem modeli urządzeń odzwierciedlających zjawiska fizyczne w warunkach szybkozmiennych zjawisk przejściowych. W artykule przedstawiono analizę przepięć piorunowych w sieciach niskiego napięcia przenoszonych przez transformatory rozdzielcze na podstawie wyników obliczeń przepięć wykonanych z zastosowaniem programu Electromagnetic Transients Program-Alternative Transients Program (EMTP-ATP). Do obliczeń zastosowano wysokoczęstotliwościowy model transformatora rozdzielczego, opracowany na podstawie wyników rejestracji funkcji przenoszenia. Analizowano wpływ beziskiernikowych ograniczników przepięć z tlenków metali na przepięcia piorunowe przenoszone przez transformatory rozdzielcze do sieci niskiego napięcia.
EN
Low voltage electrical devices are affected on overvoltages occurred in low voltage networks and in medium voltage networks. Analysis of overvoltages in low voltage networks is very important due to increasing number of low voltage equipment and increasing demands on electrical reliability. Overvoltages occurred in medium voltage networks are transferred through power transformer windings to low voltage networks. Transformer windings behave as non linear electromagnetic coupled elements. Origin of transferred overvoltages with biggest maximal values are lightning overvoltages to overhead lines. Main research area in this field of study is made with computer simulations which uses high frequency models. This paper presents analysis of lightning overvoltages transferred to low voltages netwoks through power transformer windings made by simulations performed in Electromagnetic Transients Program-Alternative Transients Program (EMTP-ATP). Simulations uses high frequency transformer model which was developed with measured frequency characteristics. Analysis of influence of metal oxide surge arresters on maximal values of overvoltages transferred to low voltage windings was done.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with protection of electrical and electronic equipment of a structure against lightning overvoltages penetrating its installation. The protection is assumed to be performed according to the concept of lightning protection zones (LPZ) [4], [6]. In order to recognize the conditions for efficient selection, location and coordination of overvoltage protection measures, adequate laboratory tests and computer simulations in PSpice computer program of overvoltages in different arrangements have been developed. Obtained results have been in the paper presented and discussed.
PL
Artykuł dotyczy ochrony elektrycznego i elektronicznego wyposażenia obiektu przed przepięciami atmosferycznymi, wnikającymi do instalacji obiektu. Zakłada się, że ochrona ta ma być realizowana zgodnie z koncepcją stref ochrony odgromowej (LPZ) [4], [6]. Aby rozeznać warunki skutecznej selekcji, lokalizacji i koordynacji środków ochrony przeprowadzono odpowiednie badania laboratoryjne i symulacje komputerowe przepięć w różnych układach przy zastosowaniu programu PSpice. W artykule przedstawiono i omówiono uzyskane wyniki.
Niezawodna praca transformatorów energetycznych ma duże znaczenie dla ciągłości dostarczania energii elektrycznej. Przepięcia generowane podczas pracy układów elektroenergetycznych mają duży wpływ na stan techniczny transformatorów. Przebiegi przepięć oraz ich wartości maksymalne są zróżnicowane i zależą głównie od źródła. Szczególnie przepięcia piorunowe stanowią znaczne narażenia dla wysokonapięciowych układów izolacyjnych. Podczas wyładowań piorunowych generowane są przepięcia o największych wartościach maksymalnych. W artykule przedstawiono wyniki symulacji komputerowych przepięć narażających układy izolacyjne zewnętrze transformatorów rozdzielczych podczas wyładowań piorunowych do napowietrznych linii zasilających. Do obliczeń wykorzystano program komputerowy Electromagnetics Transients Program-Alternative Transients Program (EMTP-ATP).
EN
Reliable work of power transformers is very important to proper electricity supply. Overvoltages generated during operation of electrical power systems have a significant impact on the technical condition of power transformers. The courses of overvoltages and its maximal values are differential and depend on overvoltage sources. Overvoltages generated during lightning strokes have the largest maximal values. The results of computer simulations for overvoltages which create exposure for insulation systems of power transformers during lightning strokes to overhead lines are presented in the paper. Calculations were done, using the computer program Electromagnetics Transients Program-Alternative Transients Program (EMTP-ATP).
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the present paper simulations of the lightning overvoltages propagation phenomenon in a typical 420 kV SF6 GIS substations are presented. A new overvoltage mitigating passive device in a form of a high-voltage L-C filter is proposed. A process of its development and research is explained along with a simulation results. As demonstrated, the proposed device can be used in HV networks as an alternative or additional improvement for lightning overvoltages mitigation purposes. All simulations have been conducted using MATLAB and ATP/EMTP software.
PL
W artykule przedstawiono symulacje wyładowań atmosferycznych i propagacji fali przepięciowej w typowych stacjach GIS. Zaprezentowano możliwość zapewnienia dodatkowej ochrony przeciwprzepięciowej poprzez ograniczenie maksymalnej wartości przepięć za pomocą filtru L-C. Proponowane rozwiązanie może być użyte jako alternatywne lub spełniające dodatkową ochronę przeciwprzepięciową. Symulacje przeprowadzono przy użyciu programów MATLAB i ATP/EMTP.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the present paper simulations of the propagation of lightning overvoltages in a typical HV GIS substation are presented. The influence of HV LC filter on maximum overvoltages peak values was analyzed. Additionally, an improvement to the surge protection by using a HV filtering element introduced at the connecting point between the GIS substation and the transmission line has been proposed.
PL
W artykule przedstawiono symulacje wyładowań atmosferycznych i propagacji fali przepięciowej w typowej stacji GIS wysokiego napięcia. Zaprezentowano możliwość zapewnienia dodatkowej ochrony przeciwprzepięciowej poprzez ograniczenie maksymalnej wartości przepięć za pomocą wysokonapięciowego filtra w miejscu połączenia przesyłowej linii napowietrznej ze stacją GIS.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the present article simulations of the lightning overvoltages propagation phenomenon in a typical HV GIS substation are presented. As demonstrated, analyzed overvoltages are dependent on various system parameters. The influence of key factors on maximum overvoltage peak values was presented. Additionally, an improvement to the surge protection by using a HV filtering element introduced at the connecting point between the GIS station and the transmission line has been proposed.
PL
W artykule zostały zaprezentowane przykładowe symulacje wyładowań atmosferycznych i propagacji fali przepięciowej w typowej stacji GIS wysokiego napięcia. Wykazano zależność symulowanych przepięć od parametrów systemu oraz wykazano wpływ kluczowych parametrów na maksymalne wartości przepięć. Zaprezentowano możliwość zapewnienia dodatkowej ochrony przeciwprzepięciowej poprzez wprowadzenie wysokonapięciowego filtra w miejscu połączenia przesyłowej linii napowietrznej ze stacją GIS.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy sformułowano propozycje w zakresie uzupełnienia wytycznych koordynacji izolacji i ochrony odgromowej stacji, w oparciu o uzyskane wyniki badań izolacji urządzeń stacyjnych 110–400 kV napięciami piorunowym niestandardowymi (różnymi od 1,2/50 ms) oraz analiz innych zjawisk występujących w rozległych stacjach tego napięcia przy wyładowaniach piorunowych.
EN
In article on the basis of test results of insulation devices in substations 110-400 kV lightning voltages non-standard (other than 1,2/50ms) and analysis another phenomena's in large stations this voltage has formulated propositions supplements of rules coordination of insulation and lightning protection.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zamodelowany fragment stacji 110 - 400 kV wraz z modelem słupa WN. Dzięki możliwościom programu EMTP - RV odwzorowano rzeczywiste narażenia piorunowe wynikające z przeskoku odwrotnego występującego na słupie. Artykuł ma na celu stwierdzenie jakie przebiegi napięciowe występują za ogranicznikiem w stacji. Szczególną uwagę zwraca się na czas trwania czoła T1 udaru wchodzącego do stacji. Parametr ten ma bezpośredni wpływ na wytrzymałość izolacji urządzeń stacji.
EN
This article presents part of 110 - 400 kV station modeling in EMTP RV. Using this program have imitated really lightning exposed caused by back-flashover on HV tower. Target of this article is determination shape of overvoltage in station after arrester. Especially is observed time of front of overvoltage T1. This parameters have strictly fluent on withstand voltage arrangement of station.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Linie kablowe wysokiego napięcia są coraz szerzej stosowane w systemach elektroenergetycznych. Przy zastosowaniu takich linii są zasilane rozdzielnie elektroenergetyczne zlokalizowane głownie w centrach miast. Są to zwykle linie o niewielkich długościach połączone z liniami napowietrznymi. W artykule przedstawiono analizę przepięć piorunowych w liniach kablowych wysokiego napięcia wykonaną na podstawie wyników symulacji komputerowych przepięć.
EN
High voltage cable lines more frequently work in electric power systems. Such lines are used for supplying the electric power substations localized mainly in city centres. These lines are usually of small lengths and are connected to overhead lines. Analysis of lightning overvoltages in high voltage cable lines made on the base of results of computer simulations are presented in the paper.
Omówiono przypadki niewyjaśnionych przeskoków na izolatorach w liniach 110 kv Zakładu Energetycznego "Wałbrzych" SA. Przedstawiono rejestr działań SPZ i działania podjęte w celu znalezienia przyczyn tych zdarzeń. Poddano analizie porównawczej statystykę awaryjności linii napowietrznych w Polsce i w Japonii. Wykazano potrzebę dalszych działań koordynacyjnych w skali całego systemu elektroenergetycznego.
EN
The analysis of unexplained flashovers on 110kv transmission lines, which belong to Wałbrzych power utility, is made. We listen the register and measures which were undertaken to find the cause of failures. Statistics relating to outages of outdoor transmission lines in Poland and Japan is shown. We postulate for further research in this field and coordination work on the whole power system scale.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.