Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane problemy inżynierii i diagnostyki wysokonapięciowej we współczesnej elektroenergetyce

Florkowski Marek, Furgał Jakub, Zydroń Paweł, Kuniewski Maciej, Pająk Piotr, Roehrich Józef, Bonk Michał, Mikrut Paweł

Śląskie Wiadomości Elektryczne

|

2022

|

Nr 5 (143)

4--10

PL

Zapewnienie ciągłości dostaw energii elektrycznej, będącej obecnie główną, bardzo wygodną w stosowaniu formą energii, jest podstawowym zadaniem elektroenergetyki. Zasadnicze znaczenie dla przesyłu, dystrybucji i przetwarzania energii elektrycznej ma niezawodność pracy urządzeń elektrycznych. Problematyka badań realizowanych przez Zespół Inżynierii Wysokich Napięć obejmuje szeroki zakres zagadnień współczesnej elektroenergetyki: metody oceny stanu urządzeń wysokonapięciowych, w tym przede wszystkim ich układów izolacyjnych; badania mechanizmów powstawania i rozwoju wyładowań niezupełnych w dielektrykach; identyfikację przyczyn i skutków narażeń eksploatacyjnych; analizę przepięć w sieciach elektroenergetycznych, w tym wywołanych wyładowaniami piorunowymi.

EN

Guaranteeing the continuity of electricity supply, which is currently the main and very convenient form of energy, is the basic task of the power industry. The operational reliability of electrical devices is essential for the transmission, distribution and conversion of electricity. The issues of research carried out by the High Voltage Engineering Team cover a wide range of modern power engineering issues: methods of assessing the condition of HV devices, primarily their insulation systems; research on the mechanisms of inception and the development of partial discharges in dielectrics; identification of the causes and effects of operational stresses; analysis of overvoltages in power networks, including those caused by lightning.

2

Rozwój badań wyładowań niezupełnych w kablach elektroenergetycznych wysokiego napięcia w ramach prób poprodukcyjnych

Florkowska Barbara, Florkowski Marek

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

154--162

PL

Artykuł zawiera charakterystykę badań wyładowań niezupełnych wprowadzanych w kolejnych etapach produkcji kabli elektroenergetycznych o izolacji z papieru nasyconego i polietylenu, na wszystkich poziomach napięć znamionowych tj. średnich, wysokich i najwyższych. Zwrócono uwagę na prace CIGRE w tej dziedzinie i działalność Konferencji Wielkich Sieci Elektrycznych, których efektem był pierwszy projekt programu badań poprodukcyjnych kabli wysokiego napięcia opisany w Przeglądzie Elektrotechnicznym nr 1 w 1931 roku. W dalszej części niniejszego artykułu opisano metody pomiaru wyładowań niezupełnych realizowane w systemach pomiarowych zapewniających przetwarzanie przebiegów impulsowych wyładowań do postaci obrazów fazowych. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych oddziaływania wyładowań niezupełnych na materiały izolacyjne, w tym identyfikacje procesów erozyjnych w źródłach wyładowań i skutki migracji ładunków elektrycznych na powierzchniach granicznych w układach izolacyjnych.

EN

The article contains the characteristics of the partial discharge tests introduced in the subsequent stages of the production of power cables with insulation made of impregnated paper and polyethylene, at all voltage levels, i.e. medium, high and ultra-high voltage. Attention was paid to the work of CIGRE in this field and the activity of the Conference of Large Electric Systems, the effect of which was the first draft program for postproduction testing of high-voltage cables, described in the article in the Przegląd Elektrotechniczny No. 1 in 1931. The methods of partial discharges measurement implemented in diagnostics systems ensuring the processing of discharge pulse waveforms to the form of phase-resolved images are described. The article also presents the results of laboratory tests of the effect of partial discharges on insulating materials, including the identification of erosion processes in discharge sources and the effects of electric charge migration on the boundary surfaces of insulating systems.

3

Measurement of sprinkled and encapsulated space charge in homo-multilayer dielectric samples using PEA method

Florkowski Marek, Kuniewski Maciej

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2022

|

Vol. 70, nr 2

art. no. e140686

EN

High voltage DC insulation plays an important role, especially in power transmission systems (HVDC) but also increasingly on medium voltage levels (MVDC). The space charge behavior under DC voltage has great importance on electrical insulation reliability. This paper reports investigations of encapsulated space charge in homo-multilayer dielectric materials using the pulsed electro-acoustic (PEA) method. The charge has been introduced on the homo-layer interface by corona sprinkling prior to encapsulation. Two doses of charge density were accumulated on the dielectric surface in two types of dielectric materials Kapton and LDPE. The polarization DC voltage was applied in 2 min intervals in steps corresponding to an effective electric field strength in a range of 8–40 kV/mm for Kapton and 10–50 kV/mm for LDPE. The PEA-based detected space charge was compared at the initial, reference stage, prior to charge accumulation, and after corona sprinkling of defined charge density. The evaluation was based on the PEA time-dependent charge distributions and charge profiles referring to the DC polarization field strength. The goal of the experiment was to identify the relationship and the character of the known sprinkled and encapsulated charge inside homo-layered materials using the PEA method. According to the observations, the ratio between sprinkled charge densities is proportional to the encapsulated, charge densities measured by the PEA method on the interfacial homo-layer for the Kapton specimen. In the case of LDPE, a fast decrease of interfacial charge was observed, especially at a higher polarization field above 10 kV/mm. The encapsulation of the known charge amount can be extended to different types of multilayer material. The presented methodology might be used also for extended calibration of the PEA measurement system.

4

Materiały i nowoczesne techniki badawcze – Komitet Studiów D1

Florkowski Marek

Energetyka

|

2021

|

nr 3

313--318

PL

Problematyka naukowo-techniczna Komitetu Studiów D1 obejmuje zespół zagadnień dotyczących rozwoju materiałów elektrotechnicznych – izolacyjnych i przewodzących oraz nowoczesnych metod badań stosowanych dla oceny ich właściwości, szczególnie w warunkach narażeń eksploatacyjnych. Preferowane tematy, prezentowane w referatach podczas sesji Komitetu Studiów D1, należą do trzech grup zagadnień, a mianowicie: diagnostyka i monitoring urządzeń elektroenergetycznych, badania materiałów izolacyjnych oraz zaawansowane układy elektroizolacyjne. W artykule scharakteryzowano główne kierunki prac podejmowanych w Komitecie Studiów D1. Grupę dominującą stanowiły zagadnienia dotyczące diagnostyki urządzeń elektroenergetycznych, w szczególności transformatorów, kabli, izolatorów i systemów GIS/GIL. W odniesieniu do transformatorów przedstawiono nowe metody monitoringu i pomiarów wyładowań niezupełnych w zakresie ultrawysokich częstotliwości oraz stosowane w nich systemy kalibracji. Podkreślono konieczność dalszego doskonalenia metod dla oceny stanu wysokonapięciowych układów izolacyjnych. Zwrócono uwagę na możliwości procesów degradacji izolatorów kompozytowych, określonych jako „erozja półprzewodząca“. Problematyka gazów elektroizolacyjnych rozpatrywana była w aspekcie ograniczenia lub eliminowania SF6 w systemach GIS/GIL.

EN

Scientific and technical issues of the Study Committee D1 cover a set of problems concerning the development of electrotechnical materials – conductive and insulating – as well as modern testing methods used for assessment of their properties, especially in conditions of operational risk exposures. Preferential subjects presented in papers during the Study Committee D1 Session belong to three groups of issues: diagnostics and monitoring of power equipment, testing of insulation materials and advanced electrical insulating systems. Characterized are main directions of investigations carried out in this Committee. The dominant group consisted of issues referrring to diagnostics of power equipment and especially transformers, cables, insulators and GIS/GIL systems. As regards transformers, presented were new methods for monitoring and measurements of partial discharges in the range of ultra-high frequencies and the applied in them calibration systems. Emphasized is the need to further improve the methods for assessment of technical condition of high-voltage insulating systems. Attention is turned to possible degradation processes of composite insulators defined as "semiconductive erosion". The subject matter of electro-insulating gases was considered in the aspect of reduction or elimination of SF6 in GIS/GIL systems.

5

Charge dynamics of partial discharges explored applying a chopped sequence

Florkowski Marek

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 5

art. no. e138817

EN

Diagnostic methodologies are of fundamental importance for operational strategies of electrical devices, both in the power grid and in industrial applications. This paper reports about a novel approach based on partial discharge analysis applied to high voltage electrical insulation. Especially dynamics of charges deposited by partial discharges is explored applying a chopped sequence. The applications refer to microvoids occurring inside solid insulating systems or at the interfaces, such as delaminations at the electrodes. The experiments were carried out on embedded voids having distinctive wall dielectric materials. The underlying physical phenomena of post discharge charge transport are analyzed. The assessment is performed using phase-resolved partial discharge patterns acquired applying a chopped sequence. The chopped partial discharge (CPD) method provides quantitative insight into post discharge charge decay processes due to deposited and accumulated charges fluctuations. The assessment indicator is based on comparing partial discharge inception angle between chopped sequence and continuous run. The experiments have shown that materials with distinctive surface conductivity revealed adequately different charge decay time dynamics. The detailed analysis yields time constant of walls charge decay for insulating paper equal to 12 ms and cross-linked polyethylene 407 ms. The CPD method may be further used to investigate streamer physics inside bounded cavities in the form of voids. The presented method provides a quantitative approach for charge non-invasive decay assessment and offers high potential in future diagnostics applications.

6

Materiały i nowoczesne techniki badawcze – Komitet Studiów D1

Florkowski Marek

Energetyka

|

2019

|

nr 3

246--251

PL

Problematyka Komitetu Studiów D1 skupia się wokół monitorowania rozwoju nowych materiałów elektrotechnicznych i nowoczesnych technik badawczych. Przedstawiono referaty z trzech preferowanych tematów. Pierwsza grupa omawiała układy izolacyjne HVDC (High Voltatge Direct Current) z uwzględnieniem metod pomiarowych dla weryfikacji symulacji pola elektrycznego, nowej diagnostyki dla serwisu oraz doświadczeń i nowych wymagań dla procedur testowych i standardów. Cykl artykułów omawiał również zjawiska dotyczące ładunku przestrzennego oraz powierzchniowego w izolacji żywicznej rozdzielnic HVDC. Drugi zakres obejmował nowe materiały i starzenie, szczególnie skupiając się na narażeniach pochodzących np. z urządzeń energoelektronicznych, materiałach pracujących przy wyższych narażeniach środowiskowych, a także materiałach pozwalających na mniejsze wymiarowanie urządzeń w aspekcie środowiskowym. W tym kontekście przedstawiono wyniki badań gazów alternatywnych w zastosowaniach średnionapięciowych w odniesieniu także do toksyczności ich produktów rozpadu oraz uwarunkowań bezpieczeństwa pracy. Trzecia grupa tematyczna poświęcona była testowaniu, monitorowaniu i diagnostyce, przy czym skupiono się na doświadczeniach i zaletach stosowania systemów monitoringowych, niezawodności urządzeń oraz systemów diagnostycznych. Metody diagnostyczne układów izolacyjnych oparte na pomiarach wyładowań niezupełnych są ciągle jednym z najważniejszych narzędzi zarówno w badaniach laboratoryjnych jak i pracach na obiektach rzeczywistych w eksploatacji. Dotyczy to także rozdzielnic GIS (Gas Insulated Systems), gdzie główny nacisk jest położony obecnie na metody UHF (Ultra High Frequency) oraz aspekt częstotliwościowy, tzn. wybór pasma detekcyjnego oraz tłumienie zakłóceń.

EN

Issues that the Study Committee D1 deals with focus on monitoring the development of new electrotechnical materials and modern research techniques. Presented were papers in three preferred themes. The first group discussed HVDC insulation systems taking into account measurement methods for verification of electric field simulation, new diagnostics for service as well as experience and new requirements needed for test procedures and standards. A series of articles also related to phenomena concerning space and surface charges in resin insulation of HVDC switchgears. The second range covered new materials and problems of ageing with special focus on hazards coming from e.g. power electronics equipment, materials exposed to bigger environmental hazards and also on materials allowing smaller sizing of equipment in the environmental aspect. In this context presented were results of tests of gases alternative in medium voltage applications in relation also to their degradation products toxicity and safety of work considerations. The third subject group was dedicated to testing, monitoring and diagnostics, focusing particularly on experience and advantages of using monitoring systems as well as equipment and diagnostic systems reliability. Diagnostic methods of insulation systems based on measurements of partial discharges are still one of the most important tools both in laboratory testing and in measurements conducted on real objects under operation. This refers also to GIS switchgears where the emphasis is put on UHF methods and the frequency aspect i.e. on selection of a detection band and interference suppression.

7

Experimental and theoretical determination of transfer function of transformer windings

Florkowski Marek, Furgał Jakub

Archives of Electrical Engineering

|

2003

|

Vol. 52, nr 2

137--151

EN

A method based on the transfer function has been used more and more frequently for investigation of transformer windings. It is applied more and more widely as a maintenance procedure lor the identification of damage and deformation of transformer windings as well as it might be used to estimate the condition of an insulating system. The method can also he used to detect possible manufacturing damages or to check minor dislocations of the windings. It is based on the comparison of current measurements of the transfer function with reference measurements. The application of this method in the investigation ol transformers is determined by an exact measurement of the transfer function by experiment and by mathematical modelling. Both methods of determining the transfer function of the transformer are being refined and developed. Transfer function measurement, analysis and evaluation methods are presented in this paper. Described methods were applied for measuring and calculating of the transfer function for two of transformer windings.

PL

Uzwojenia transformatorów są badane coraz częściej przy zastosowaniu metody, której podstawą jest funkcja przenoszenia. Jest ona wykorzystywana do wykrywania uszkodzeń oraz zniekształceń uzwojeń. Może być także stosowana do oceny stanu układu izolacyjnego oraz do kontroli procesu produkcyjnego lub do wykrywania przemieszczeń uzwojeń. Metoda polega na porównaniu wyniku pomiaru funkcji przenoszenia z pomiarami odniesienia. Zastosowanie tej metody w badaniach transformatorów jest zależne od dokładnych pomiarów lub modelowania matematycznego funkcji przenoszenia. Obie metody wyznaczania funkcji przenoszenia są obecnie rozwijane i doskonalone. W artykule przedstawiono pomiary funkcji przenoszenia, analizę i rozwój metod. Porównano wyniki pomiarów i obliczeń funkcji przenoszenia dwu różnych uzwojeń transformatora.