Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Tomasz Kuczek"

Modeling of overvoltages in gas insulated substations

Czytaj za darmo! »

Gas Insulated Substations (GIS) are broadly used for transmission and distribution of electric power. Due to the interactions with a network and various environmental phenomena like lightning the GIS are subjected to the Very Fast Transients (VFT). Such VFT can be also created within GIS mainly by the disconnector operations. Paper will present an approach towards modeling of transient phenomena in GIS. The simulation of transients in exemplary high voltage power supply substation will be shown. Streszczenie. Stacje izolowane gazem SF6 (GIS) są szeroko wykorzystywane w elektroenergetycznych systemach przesyłowych i dystrybucyjnych. W wyniku zjawisk przejściowych takich jak operacje łączeniowe oraz wyładowania atmosferyczne, stacje GIS narażone są na występowanie przepięć bardzo szybko zmiennych. Artykuł przedstawi zasady modelowania zjawisk przejściowych w stacjach GIS oraz przykładową analizę przepięć generowanych poprzez operowanie odłącznikiem. (Modelowanie przepięć w stacjach elektroenergetycznych izolowanych gazem SF6) Keywords: very fast transients overvoltages, switching, GIS substation, disconnector, EMTP/ATP modeling, simulation Słowa kluczowe: szybkozmienne zjawiska przepięciowe, stacja izolowana gazem SF6, odłącznik, EMTP/ATP modelowanie, symulacja Introduction The Very Fast Transients (VFT) in power systems cover a frequency range from 100 kHz up to hundreds of MHz [1, 2]. VFT are an effect of GIS disconnector opening or closing, as well as other events such as operation of a circuit breakers or grounding switches. An electromagnetic wave is generated, which propagates along the busbars and substation apparatus. Due to the fact that in can be multiple times reflected at joints between substation equipment, its maximum overvoltage peak values can reach significant levels. Their magnitude is in the range of 1.5 to 2.0 p.u. of the line-to-neutral voltage crest, but they can also reach values as high as 2.5 p.u. to 3 p.u. in c[...]

Operacje łączeniowe wyłącznikiem próżniowym w sieciach średniego napięcia - analiza przepięciowa dla układów z filtrami LC falowników solarnych DOI:10.15199/74.2015.4.4


  Dzisiejszy rozwój energetyki jasno wskazuje na kierunek związany z energią odnawialną. Najszybciej rozwija się rynek energii słonecznej, który w przeciągu ostatnich 13 lat zwiększył swoje obroty o kilkaset procent [1]. Dotyczy to zarówno małych instalacji przydomowych, jak również dużych elektrowni fotowoltaicznych o maksymalnej generowanej mocy większej niż 500 kWp [2]. Ogniwa fotowoltaiczne generują moc, która jest zależna od nasłonecznienia (irradiacji) oraz temperatury otoczenia [3, 4]. Generowane napięcie oraz prąd stały (DC ) są konwertowane za pomocą falownika wyposażonego w filtry LC [6], których zadaniem jest ograniczenie tętnień prądu i napięcia, a także zmniejszenie poziomu THD. Następnie moc ta jest przetransformowana za pomocą transformatora SN /nN na stronę średniego napięcia, gdzie zazwyczaj dokonywane jest przyłącze do sieci dystrybucyjnej. Należy dodać, iż dla bardzo dużych elektrowni fotowoltaicznych przyłączenie może być dokonane do sieci przesyłowej transformatorem SN /WN , aczkolwiek nie jest to przedmiotem obecnej analizy. Rozdzielnia średniego napięcia, do której jest przyłączona elektrownia fotowoltaiczna jest zazwyczaj wyposażona w wyłącznik próżniowy, który ma zapewnić skuteczne wyłączanie prądów roboczych oraz zwarciowych. Wcześniej wymieniony transformator SN /nN może być poddany operacji wyłączania, dokonywanej wyłącznikiem próżniowym. Przy pewnych topologiach sieci oraz poziomach obciążenia transformatora, otwieranie wyłącznika próżniowego może doprowadzić do generacji ponownych zapłonów łuku elektrycznego, a co za tym idzie - przepięć charakteryzujących się dużą wartością maksymalną oraz stromością. Przepięcia te, rejestrowane na zaciskach średniego napięcia wyłączanego transformatora, mogą w pewnych przypadkach doprowadzić do jego uszkodzenia. Analizy tychże zjawisk były wielokrotnie publikowane (np. [7, 8]), aczkolwiek dotyczyły zazwyczaj nieobciążonych transformatorów dystrybucyjnych, czy te[...]

Switching overvoltage analyses under distorted supply voltage conditions DOI:10.15199/48.2019.03.28

Czytaj za darmo! »

The insulation co-ordination analyses are the inevitable stage during the process of reliable electrical systems design. The general purpose of such analyses is most commonly to estimate the maximum (worst case scenario) values of possible overvoltages, for example in various transient states. The outcome of the insulation co-ordination study is crucial for verification of ratings of the power system equipment, as well as overall design of e.g. power substation. Computer simulations are nowadays considered to be an efficient and trustworthy tool that can be applied for analyses of transient conditions. What is more, there are numerous guidelines for computer modelling, which are provided by the international standardization committees and working groups [1-9]. According to IEC and IEEE standards, the substantial part of insulation co-ordination studies (at all voltage levels) is determination of switching transients, generated during current interruption or circuit energization operation [1-5]. As recommended by the IEC standard [1, 2], the determination of switching transients can be done using either deterministic or statistical method with uniform or standard Gaussian distribution of the opening time instant. One of the most valuable information that can be obtained during these studies is the Transient Recovery Voltage (TRV) appearing between Circuit Breaker (CB) contacts, after current interruption. The analysis of phenomena related to switching transients and harmonics (especially with a strong focus on simulations) has been widely investigated in literature [10-16]. In all of the herein quoted resources (papers and standards), the development of the model for transient simulation includes representation of utility grid that supplies the voltage to the system. This element may be represented in various ways, depending on the type of the analysis. Nonetheless, it is usually based on Thevenin equivalent circuit approac[...]

Impact of high voltage GIS substation configuration on lightning overvoltages

Czytaj za darmo! »

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. Streszczenie. 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. (Analiza wpływu konfiguracji stacji GIS wysokiego napięcia na ograniczenie przepięć piorunowych) Keywords: insulation coordination, GIS, substation, lightning overvoltages, modeling, ATP/EMTP. Słowa kluczowe: koordynacja izolacji, stacja elektroenergetyczna typu GIS, przepięcia piorunowe, modelowanie, ATP/EMTP. Introduction Fast Transients in power systems cover a frequency range from 10 kHz up to 1 MHz and are caused by lightning strokes to the transmission line’s phase or ground wire. High overvoltage wave is being generated, which propagates along the network can lead to speeding up the insulation ageing processes and in most severe conditions even failures of machines and apparatuses. As it was mentioned before, two different situations can be distinguished: lightning stroke to phase wire called direct stroke and lightning stroke to shield wire causing current flash across the insulator chain namely back-flash. Its occurrence depends on various system conditi[...]

Influence of HV LC filter on lightning overvoltages in Gas-Insulated Switchgear substations

Czytaj za darmo! »

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. Streszczenie. 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. (Wpływ filtra LC wysokiego napięcia na ograniczenie przepięć piorunowych w stacjach gazowych typu GIS) Keywords: insulation coordination, GIS, substation, lightning overvoltages, LC low pass filter, modeling, ATP/EMTP. Słowa kluczowe: koordynacja izolacji, stacja GIS, przepięcia piorunowe, LC filtr dolno-przepustowy, modelowanie, ATP/EMTP. Introduction Studies of power systems involving lightning surge phenomena are performed to design transmission lines and substations as well as for the insulation coordination of power system equipment. Lightning overvoltages are generated by a current stroke to a tower structure, which results in complex surge phenomena propagating throughout the transmission lines and substations. An overvoltage is a voltage wave which is superimposed on the rated voltage of the network. It is characterized by: the magnitude (in kV), the rise time (in μs) and the rate of rise called steepness (in kV/μs). Overvoltages which can disturb electrical installations and loads can have lightning or switching origin. GIS substations are protected against switching and lightning overvoltages by means of surge arresters. The protective levels of the a[...]

New Method of Protection against Lightning Overvoltages for High Voltage GIS Substations

Czytaj za darmo! »

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. Streszczenie. 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. (Nowa metoda na ograniczenie przepięć piorunowych w stacjach typu GIS). Keywords: insulation coordination, GIS substation, lightning overvoltages, L-C filter, ATP/EMTP, MATLAB Simulink. Słowa kluczowe: koordynacja izolacji, stacja typu GIS, przepięcia piorunowe, filtr dolno-przepustowy, ATP/EMTP, MATLAB Simulink. Introduction In high voltage power systems, insulation coordination studies are needed in order to minimize the probability of equipment failure due to the lightning or switching surges hazards. Proper surge arresters as well as installation of other mitigation devices are essential from the point of view of reliable working conditions of the transmission and distribution networks. It is difficult to measure such overvoltages due to operational, technological and economic issues. However, over the years reliable methods of computational analyses have been developed, which allow one to determine possible overvoltage waveforms for dif[...]

 Strona 1