Overvoltage is explored on the 35, 10 and 6 kV sides of the electrical network where various characters short circuit occur on its high voltage part. It has been revealed that the overvoltage which occurs during a short circuit has the highest values if the short circuit is single-phase, as expected. However, disconnecting of all types of short circuits results in higher, overvoltage because the network operates with an isolated neutral and a short circuit. Even when a short circuit occurs on the high voltage (HV) side of the transformer, it does not completely de-energize it. Breakdown occurs at such high currents that they cause excessive voltages. Protection against such high overvoltage can be provided by installing surge arresters at the inputs of 35 kV transformers.
PL
Przepięcia badane są po stronach sieci elektrycznej 35, 10 i 6 kV, gdzie w części wysokonapięciowej występują zwarcia o różnym charakterze. Stwierdzono, że przepięcie powstające podczas zwarcia ma największe wartości, jeśli zgodnie z oczekiwaniami zwarcie jest jednofazowe. Jednak odłączenie wszelkiego rodzaju zwarć powoduje wyższe przepięcia, ponieważ sieć działa z izolowanym punktem neutralnym i występuje zwarcie. Nawet jeśli zwarcie wystąpi po stronie wysokiego napięcia (HV) transformatora, nie powoduje to całkowitego odłączenia go od zasilania. Awaria następuje przy tak dużych prądach, że powodują one nadmierne napięcia. Ochronę przed tak dużymi przepięciami można zapewnić instalując ograniczniki przepięć na wejściach transformatorów 35 kV.
Transformatory pracujące w sieciach dystrybucyjnych najczęściej mają zabezpieczenie działające w cyklu SPZ. Rozpatrzono zwarcie bezpośrednie na uzwojeniu transformatora i zwarcie na kablu wyprowadzającym moc z transformatora. Przepięcia występujące przy wyłączeniu prądu zwarcia są kilka razy większe od napięcia znamionowego. Przy wyłączeniu zwarcia na kablu, oprócz przepięcia indukuje się składowa oscylacyjna napięcia o częstotliwości kilku kHz. Przepięcia rozkładają się nierównomiernie na poszczególnych zwojach. Największe przepięcia występują w zwojach leżących w strefie środkowej okna rdzenia. W czasie wyłączenia prądu zwarcia zwoje środkowe są najbardziej narażone na zwarcie zwojowe. Kolejne załączenie transformatora przy zwarciu zwojowym powoduje awarię.
EN
Transformers operating in distribution networks most often have protection operating in the AR cycle. A direct short-circuit on the transformer winding and a short-circuit on the cable leading the power out of the transformer were considered. The overvoltages occurring when the short-circuit current is switched off are several times higher than the rated voltage. When the short-circuit on the cable is cleared, in addition to the overvoltage, an oscillatory component of the voltage with a frequency of several kHz is induced. Overvoltages are distributed unevenly on individual turns. The highest overvoltages occur in the turns lying in the middle zone of the core window. During fault current interruption, the middle turns are most exposed to a turn-to-turn fault. Subsequent switching on of the transformer at a turn short circuit causes a failure.
The automatic circuit recloser (ACR) plays an essential role in the operation of not only the transmission, but also the distribution systems, where it helps to restore normal system operation after a failure, the correct setting of which is very important, especially in terms of transient stability of generators and power system stability as a whole. In this paper, we deal with the correct setting of the ACR cycle based on data from the real operation of the power system and its incorporation into the operational management of the power system.
PL
Automatyczny reklozer (ACR) pełni istotną rolę w pracy nie tylko przekładni, ale również systemów rozdzielczych, gdzie pomaga przywrócić normalną pracę systemu po awarii, której prawidłowe ustawienie jest bardzo ważne, zwłaszcza w zakresie stabilności przejściowej generatorów i stabilności systemu elektroenergetycznego en bloc. W niniejszym artykule zajmujemy się prawidłowym ustawieniem cyklu ACR na podstawie danych z rzeczywistej pracy systemu elektroenergetycznego i jego włączeniem do zarządzania operacyjnego systemem elektroenergetycznym.
Transformatory pracujące w sieciach dystrybucyjnych najczęściej mają zabezpieczenie działające w cyklu SPZ. Rozpatrzono zwarcie bezpośrednie na uzwojeniu transformatora i zwarcie na kablu wyprowadzającym moc z transformatora. Przepięcia występujące przy wyłączeniu prądu zwarcia są kilka razy większe od napięcia znamionowego. Przy wyłączeniu zwarcia na kablu, oprócz przepięcia indukuje się składowa oscylacyjna napięcia o częstotliwości kilku kHz. Przepięcia rozkładają się nierównomiernie na poszczególnych zwojach. Największe przepięcia występują w zwojach leżących w strefie środkowej okna rdzenia. W czasie wyłączenia prądu zwarcia zwoje środkowe są najbardziej narażone na zwarcie zwojowe. Kolejne załączenie transformatora przy zwarciu zwojowym powoduje awarię.
EN
Transformers operating in distribution networks most often have protection operating in the AR cycle. A direct short-circuit on the transformer winding and a short-circuit on the cable leading the power out of the transformer were considered. The overvoltages occurring when the short-circuit current is switched off are several times higher than the rated voltage. When the short-circuit on the cable is cleared, in addition to the overvoltage, an oscillatory component of the voltage with a frequency of several kHz is induced. Overvoltages are distributed unevenly on individual turns. The highest overvoltages occur in the turns lying in the middle zone of the core window. During fault current interruption, the middle turns are most exposed to a turn-to-turn fault. Subsequent switching on of the transformer at a turn short circuit causes a failure.
This research was devoted to the creation of a protection system for electric motors used in industry and transport, based on modern and traditional sensors. In the course of operation, the malfunctions of electric motors have been investigated and it was found that the accident modes occur mainly due to exceeding the permissible values of the current, voltage and temperature parameters. Modern sensors of current, voltage, and temperature have been compared and the most effective ones were selected for use in electric motors. Based on reasoning from these sensors, a protection system for a low-power electric motor has been developed in the laboratory. In addition, in the Multisim application software package, a simulation of the operation of the protection system at different voltage and current values was performed, and a circuit of the sensor control unit and the power source for powering the protection system was constructed. It has been proposed to apply such a multi-parametric complex protection system for electric motors, especially in transport.
W artykule opisano sposoby pomiaru izolacji w sieciach SN. Dodatkowo rozważono możliwości zaimplementowania ich w sterowniku polowym wraz z algorytmem wykonania w cyklach automatycznych. Opisano też sposoby autotestowania algorytmów zabezpieczających. Przywołano odpowiednie wymagania normatywne. Szczególną uwagę zwrócono na specyficzne warunki pracy w wymagających środowiskach górniczych.
EN
The article describes the methods of measuring insulation in MV networks. In addition, the possibility of implementing them in the field controller was considered along with an algorithm of their execution in automatic cycles. Also described are ways of self-testing of security algorithms. Relevant normative requirements were referenced.
Układ zasilania IT znajduje zastosowanie w podziemiach kopalń, przemyśle chemicznym oraz wszędzie tam, gdzie wymaga się zwiększonej pewności zasilania z jednoczesną minimalizacją zagrożeń pożarowych. Jest stosowany na wszystkich jednostkach latających i pływających. Problematyka ochrony przeciwporażeniowej w układzie IT wymaga zrozumienia istoty stosowania oraz specyfiki pracy tego układu.
The scope of the verification of low-voltage systems covers the earth fault loop impedance measurement. This measurement is usually performed with the use of low-value current meters, which force a current many times lower than the one occurring during a real short-circuit. Therefore, the international standard recommends consideration of the increase of resistance of conductors with the increase of temperature, which may occur during short-circuits. This paper analyses the temperature rise of the conductors during short-circuits, taking into account the let-through energy of protection devices. The analysis has shown that in typical circuits the temperature rise of conductors is not significant.
PL
W ramach kontroli stanu instalacji niskiego napięcia wykonuje się pomiar impedancji pętli zwarciowej wymuszając prąd znacznie mniejszy niż występujący podczas rzeczywistego zwarcia. Norma dotycząca sprawdzania instalacji niskiego napięcia zaleca, aby w przypadku pomiarów małym prądem, w temperaturze pokojowej, uwzględnić fakt, że podczas zwarcia temperatura i rezystancja przewodów może wzrosnąć, co zaostrza warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. W artykule przeanalizowano, w jakim stopniu może wzrosnąć temperatura przewodów podczas zwarć przy uwzględnieniu całki Joule’a wyłączania zabezpieczeń nadprądowych. Z analizy wynika, że wzrost ten jest niewielki.
W artykule przedstawiono podstawowe właściwości bezpieczników topikowych oraz wyłączników nadmiarowopradowych. Zwrócono uwagę na selektywność działania zabezpieczeń instalacyjnych.
EN
The article presents the basic properties of fuses and circuit breakers. Attention is paid to the selective operation of installation protections.
Najczęstszą przyczyną uszkodzeń transformatorów są działania dynamiczne występujące w czasie zwarcia ruchowego oraz naprężenia elektryczne występujące przy przepięciach. W czasie zakłóceń ruchowych i przepięć w sieciach elektroenergetycznych zwykle występuje wzrost napięcia powyżej nominalnej wartości oraz wahania częstotliwości. W przypadku nieuziemionego punktu gwiazdowego transformatora może pojawić się napięcie między punktem gwiazdowym a ziemią. Częstą przyczyną uszkodzeń transformatorów są także przeciążenia cieplne występujące w najgorętszych dniach w okresie letnim lub też na skutek uszkodzenia układu chłodzącego.
EN
The most common causes of transformer damage are dynamic actions occurring during a short circuit and electrical stresses occurring at overvoltages. During traffic disturbances and surges in power networks, there is usually a voltage increase above the nominal value and frequency fluctuations. In the case of an ungrounded star point of a transformer, voltage may occur between the star point and earth. A common cause of transformer damage is also thermal overload occurring on the hottest days of the summer or as a result of damage to the cooling system.
Ważnym zagadnieniem projektowania i eksploatacji sieci elektroenergetycznych jest zmniejszenie zagrożeń wywoływanych przez zwarcia wielkoprądowe. Zastosowanie urządzeń ograniczających ewentualne prądy zwarcia umożliwia obniżenie poziomu wymaganej wytrzymałości zwarciowej elementów systemu, zapewniając redukcję nakładów inwestycyjnych i remontowych. Obecnie coraz lepsze perspektywy zyskują urządzenia oparte na elementach nadprzewodzących.
W artykule omówiono sposób postępowania przy pobieraniu oleju z transformatorów trzeciej grupy do badań laboratoryjnych, a także mechanizm powstawania w olejach izolacyjnych stałych zanieczyszczeń i produktów starzenia w miejscu zainstalowania transformatorów. Opisane zostały doświadczenia w prowadzeniu siarki aktywnej (w olejach korozyjnych). Przedstawiony został sposób regeneracji oleju wyeksploatowanego i korozyjnego w transformatorach małych i dużych mocy. Zestawione wyniki odzwierciedlają proces starzenia izolacji w trakcie kilkuletniej eksploatacji po uzdatnieniu oleju do eksploatacji.
EN
The article discusses the procedure for taking oil from transformers of the 3rd group for laboratory tests, as well as the mechanism of the formation of solid impurities and aging products in the insulating oils at the place of transformer installation. Experiments in conducting active sulfur (in corrosive oils) have been described. The method of regenerating used and corrosive oil in low and high power transformers is presented. The summarized results reflect the aging process of the insulation during several years of operation after oil treatment for operation.
At present time, the task of studying the operating conditions of synchronous generators operating in parallel with the power system taking into account the introduction of new capacities in the system and increasing their stability provokes interest for research. An effective mean of the stability of power plants, as part of the power system, is automatic excitation control. The simulation environment MATLAB / Simulink is widely used in the calculation and analysis of normal steady-state and transient conditions of electrical systems. The article presents the results of the study and the comparison of operating parameters on the example of the Nurek hydropower plant. The results obtained will be useful in studying the use of modern types of AEC in the excitation system of the generators of Nurek HPP.
PL
Skutecznym środkiem stabilności elektrowni, jako części systemu elektroenergetycznego, jest automatyczna kontrola wzbudzenia. Środowisko symulacyjne MATLAB / Simulink jest szeroko stosowane w obliczeniach i analizach normalnych stanów ustalonych i stanów nieustalonych układów elektrycznych. W artykule przedstawiono wyniki badań i porównanie parametrów eksploatacyjnych na przykładzie elektrowni wodnej Nurek. Uzyskane wyniki będą przydatne w badaniu wykorzystania nowoczesnych typów AEC w układzie wzbudzenia generatorów Nurek HPP.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper temperature-time profiles generated in a tubular bus under short-circuit conditions were determined. The initial-boundary parabolic problem was the mathematical model. Adiabatic boundaries of the system and field uniformity at the initial moment of shorting were assumed and motivated. The two models of the bus-bar electric resistivity were considered: the temperature dependent (variable) and averaged one (constant). The problem was solved by means of Green’s function. The one-second shorting current and its multi-second equivalents were determined based on the above. The analytical results were verified numerically by the finite element method.
PL
W artykule wyznaczono czasowe przebiegi temperatury generowane w szynoprzewodzie rurowym podczas zwarcia. Matematycznym modelem jest początkowo-brzegowe zagadnienie paraboliczne. Przyjęto i uzasadniono założenie o adiabatycznych brzegach układu oraz o równomierności pola w początkowej chwili zwarcia. Rozpatrywano dwa modele elektrycznej rezystywności szynoprzewodu: uzależnionej termicznie (zmiennej) i uśrednionej (stałej). Zagadnienie rozwiązano za pomocą funkcji Greena. Na tej podstawie wyznaczono jednosekundowy prąd zwarcia i jego wielosekundowe równoważniki. Wyniki analityczne zweryfikowano numerycznie metodą elementu skończonego.
Transformatory żywiczne, dzięki swoim zaletom w odniesieniu do transformatorów olejowych, znalazły szerokie zastosowanie jako transformatory do falowników, pieców indukcyjnych lub elektrowni wiatrowych. Transformatory suche można konfigurować z myślą o ekstremalnych warunkach pracy (np. skrajnych temperaturach). W większości przypadków doskonale sprawdzają się jednak wykonania standardowe, które pracują np. w halach produkcyjnych czy centrach handlowych. Ważnym aspektem są na pewno ciche działanie i redukcja wibracji rdzenia. Najczęstsze awarie, jakim ulegają transformatory żywiczne, to zwarcia zwojowe rozwijające się w zwarcia między dyskami. Zwarcia te zaliczamy do zwarć katastrofalnych.
EN
Resin transformers have been widely used as transformers for inverters, induction furnaces or wind turbines due to their advantages relating to oil transformers. Dry transformers can be configured for extreme operating conditions (eg extreme temperatures). However, standard versions which work, for example, in production halls or shopping centers are perfect choise in most cases. An important aspect is definitely quiet operation and reduction of core vibration. The most frequent failure that resin transformers undergo is the shorting of the coils developing in the short-circuit between the discs. These faults are classified as catastrophic short-circuits.
W artykule opisano zjawiska cieplne zachodzące w przewodach elektrycznych pod wpływem przepływającego przez nie prądu zwarciowego. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych obrazujących wpływ zwarcia występującego w jednym z przewodów tworzących układ wielowarstwowy na przewody sąsiednie.
EN
The article describes thermal phenomena occurring in the electric wires under flowing through that short circuit current. The authors present results of laboratory tests illustrating the influence of short circuits on the operation of cables arranged in layers.
The aim of this paper is to present experimental results on the short-circuit and load test of the single-phase transformer at low frequencies. The paper gives information on PC based measurement setup and presents the results of measurement of primary and secondary voltages and currents and electric power of the transformer. Also, a proper discussion of the results obtained is given in the paper.
PL
W artykule przedstawiono rezultaty badania zwarcia I obciążenia jednofazowego transformatora niskoczęstotliwościowego. Przedstawiono system komputerowy do badań i rezultaty pomiarów prądów I napięć w obwodzie pierwotnym I wtórnym.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.