W pracy zaproponowano zbiorcze zabezpieczenie ziemnozwarciowe do wykrywania zwarć wysokorezystancyjnych i łukowych w sieciach średnich napięć działające według kryterium prawdopodobieństwa warunkowego Bayesa dla mocy biernej trzecich harmonicznych składowych zerowych napięcia i prądów. Przedstawiono model zabezpieczenia, określono jego parametry nastawcze oraz oceniono skuteczność działania w warunkach nieliniowych zwarć wysokorezystancyjnych w sieci z naturalną asymetrią i zniekształceniami harmonicznymi.
EN
The paper proposes general earth fault protection for detecting high resistance and arcing faults in medium voltage networks using the Bayes' probability criterion for zero sequence reactive powers of the third harmonics voltage and currents. The model of protection has been presented, its setting parameters have been determined and its very high effectiveness in terms of nonlinear high resistance short circuits in the network with natural asymmetry and harmonic distortions has been demonstrated.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono parametryczne zależności do szacowania wielkości charakteryzujących asymetrię napięcia, prądów, mocy i admitancji dla podstawowej oraz wyższych harmonicznych składowych symetrycznych zerowych. Uwzględniają one wszystkie istotne parametry sieci, zwłaszcza nierówność pojemności i konduktancji doziemnych. Przeprowadzono analizę otrzymanych wielkości od najważniejszych parametrów. Wybrane wyniki porównano z wynikami z symulacji. Wyprowadzone wzory mogą być stosowane przy określaniu nastaw zabezpieczeń ziemnozwarciowych.
EN
The paper presents parametric relationships for estimating quantities characterizing voltage, current, electric power and admittance asymmetry for fundamental and higher harmonics of zero sequence components. They take into account all relevant network parameters, especially the inequality of ground capacitances and conductances. An analysis of the obtained quantities depending on the most important parameters was carried out. Selected calculation results were compared with the simulation ones. Obtained formulas can be used to determine the earth fault protection settings.
W pracy wyprowadzono parametryczne zależności pozwalające szacować wielkości charakteryzujące asymetrię napięcia, prądów, mocy i admitancji dla podstawowej i wyższych harmonicznych składowych symetrycznych zerowych. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników otrzymanych z wyrażeń analitycznych z wynikami otrzymanymi z symulacji pracy sieci SN i wykazano wystarczającą ich zbieżność. Wyprowadzone wzory mogą być stosowane przy określaniu nastaw zabezpieczeń ziemnozwarciowych.
EN
In medium voltage networks there is an asymmetry of the capacitance and conductance parameters for the zero sequence symmetrical component, which leads to the appearance of the asymmetry voltage for the zero sequence component, earth currents, asymmetry power and asymmetry admittance for zero sequence components occurring in the normal state of network operation and affecting earth fault protection settings and limiting their sensitivity. In order to ensure a sensitive setting of earth fault protections, it is necessary to properly estimate the mentioned quantities. Parametric relationships were derived in the paper, allowing to estimate the quantities characterizing the asymmetry for fundamental and higher harmonics. The resulting formulas contain all relevant network parameters: rated voltage Un, share of the specified harmonic kh, compensation detuning s, network and line capacitances for zero sequence component C0, C01 and their maximum deviations ΔC0, ΔC01, damping d0, system inductance Ls. A comparative analysis of the results obtained from analytical expressions with the results obtained from the simulation of the MV network was carried out. The sufficient convergence of results indicating the possibility of using the formulas when determining the settings of earth fault protections was demonstrated.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Do selektywnego wykrywania zwarć doziemnych w sieciach średnich napięć mogą być stosowane zabezpieczenia grupowe, które w przeciwieństwie do zabezpieczeń indywidualnych kontrolują prądy doziemne we wszystkich polach odpływowych. W pracy przedstawiono model zabezpieczenia wykorzystującego detale z dekompozycji falkowej prądów doziemnych i kryterium Bayesa. Określono istotne parametry modelu. Oceniono skuteczność działania zabezpieczenia w przypadku niestacjonarnych zwarć wysokorezystancyjnych w sieci z naturalną asymetrią i zniekształceniami harmonicznymi.
EN
For selective detection of earth faults in medium voltage networks, the general protection can be used, which unlike individual protections controls earth currents in all lines supplied from the substation. The paper presents a protection model using details of earth currents from wavelet decomposition and the Bayesian criterion. Significant parameters of the model were determined. The effectiveness of the protection in the case of non-stationary high-resistance short-circuits in the network with natural asymmetry and harmonic distortion was also assessed.
Medium voltage grid earth fault protection effectiveness in the detection of arc faults with a large transition resistance can be significantly improved by using the criterion of reactive power of the third harmonic of current and voltage zero symmetrical components. The paper presents a model of such a criterion-based protection, with analytical equations to calculate the protection settings, and results of tests of the protection effectiveness in an MV network with natural asymmetry and harmonic distortions. It has been shown that with the criterion of reactive power of the third harmonic of voltage and current zero components, the arc, stationary, and non-stationary line-to-earth short circuits with a very high transition resistance – above 50 kΩ can be detected in cable lines, and above 100 kΩ in overhead lines.
PL
Znaczną poprawę skuteczności działania zabezpieczeń ziemnozwarciowych w sieciach średnich napięć, w zakresie wykrywania zwarć łukowych z udziałem dużej rezystancji przejścia, można uzyskać za pomocą kryterium mocy biernej trzeciej harmonicznej składowych symetrycznych zerowych prądu i napięcia. W pracy przedstawiono model zabezpieczenia wykorzystującego takie kryterium, załączono równania analityczne do obliczania nastaw tego zabezpieczenia oraz wyniki badań skuteczności jego działania w sieci SN z naturalną asymetrią i zniekształceniami harmonicznymi. Wykazano, że zastosowanie mocy biernej trzeciej harmo- nicznej składowych zerowych napięcia i prądu pozwala wykrywać zwarcia doziemne łukowe, stacjonarne i niestacjonarne, o bardzo dużej rezystancji przejścia – powyżej 50 kΩ na liniach kablowych i powyżej 100 kΩ na liniach napowietrznych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.