Numerical analysis of transients in the zero sequence circuit networks of auxiliary TPP
DOI:
https://doi.org/10.15802/etr.v0i9.51728Keywords:
ferroresonance, the circuit of zero sequence, single phase ground fault, stochastic modeling, spectral analysis, the probability distribution function, probability density functionAbstract
The reliability of the network's auxiliary of thermal power plants determines the performance of a complex technological cycle, which is the production of electricity. Emergency turning off of mechanisms of auxiliary reduces the power delivered to the network from generators, and it sometimes requires a full load dropping and turning off of the generator. The main consumers of auxiliary are high-voltage engines, whose damage most frequently begins with the appearance of a single-phase earth fault.
The purpose of the article is a study of transients in the zero sequence circuit networks of auxiliary of thermal power plants, revealing the features of the flow of these processes, the factors affecting the resulting arc overvoltages. In order to study transients it is used the mathematical model created in the package MATLAB/Simulink. Parameters of voltage transformer (VT) are determined experimentally.
The results of studies showed that in networks with earth fault current about 5 A it’s possible occurrence of ferroresonance phenomenon. The domain of existence of steady ferroresonance depends by the number of parallel working VT. In this case the domain of existence of subharmonic ferroresonance corresponds to the capacity of network 0,085-0,62 μF related to one VT. The processes of single-phase arc fault taking into account the stochastic behavior of the grounding arc were investigated. It is proved that the frequency rate of arc overvoltages is proportional to breakdown voltage. At the Gaussian distribution of breakdown voltage the frequency rate of arc overvoltages are also distributed Gaussian function. The operation modes of the microprocessor directed protection from single-phase ground fault in the arcing fault mode were investigated. It’s proved that the correct setting of this protection is able to act selectively in the unstable faults. Long-term direction of further theoretical and practical research in this area is the experimental determination of the frequency characteristics of the measuring current and voltage transformers and research of transients with the nonlinear properties of the measuring transformers.References
Абассова Э. М. Собственные нужды тепловых электростанций / Э. М. Абассова, Ю. М. Голоднов, В. А. Зильберман, А. Г. Мурзаков. М.: Энергоатомиздат. – 1991. – 272 с.
Сивокобыленко В. Ф. Анализ процес¬сов дуговых замыканий на землю в сетях собственных нужд ТЭС и АЭС / В. Ф. Сивокобыленко, В. К. Лебедев, Махинда Сильва // Зб. наук. пр. ДонДТУ, Серія «Електротехніка і енергетика». – Донецьк: ДонДТУ. – 2000. – Випуск 17. – С. 129 – 133.
Журахівський А. В. Ферорезонансні процеси в електромережах 10 кВ з різнотипними трансформаторами напруги / А. В. Журахівський, Ю. А. Кенс, А. Я. Яцейко, Р. Я. Масляк // Технічна електродинаміка. – 2010. – №2. – С. 73 – 77.
Kezunovic M. Modeling, developing and testing protective relays using MATLAB, programmable relays and digital simulators / M. Kezunovic, B. Kasztenny, Z. Galijasevic // Third International Conference on Digital Power System Simulators (ICDS). Vasteras, Sweden. – 1999. – pp. 1 – 6.
Kezunovic M. User-friendly, open-system software for teaching protective relaying application and design concepts / M. Kezunovic // IEEE Transactions on Power Systems. – No. 3. – 2003. – pp. 986 – 992.
Tziouvaras D. Mathematical models for current, voltage, and coupling capacitor voltage transformers / D. Tziouvaras, McLaren, P. Alexander, G. Dawson // IEEE Transactions on Power Delivery. – Vol. 15, Jan. – No. 1. – 2000. – pp. 62 – 72.
Eming L. On-line identification of frequency response of current transformers using a correlation method / L. Eming, J.M.K. MacAlpine, L. Yanbing // IEEE International Symposium on Circuits and Systems. Hong Kong, China. – 1997. – pp. 2701 – 2704.
Саенко Ю.Л. Математические аспекты выбора емкости конденсатора для определения вебер-амперной характеристики измерительных трансформаторов напряжения / Ю.Л. Саенко, А.С. Попов // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. Збірник наукових праць. – Маріуполь: ДВНЗ «ПДТУ», 2011. – №2 (23). – С. 253 – 258.
Лихачев Ф. А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и компенсацией емкостных токов / Ф. А. Лихачев. – М.: Энергия. – 1971. – 152 с.
Саенко Ю. Л. Определение условий гашения феррорезонансных колебаний в сетях с изолированной нейтралью / Ю. Л. Саенко, А. С. Попов // Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського – Кременчук: Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, 2014. – №1(84). – С. 15 – 22.
REFERENCES
Abassova E.M., Golodnov Yu. M., Zilberman V. A., Murzakov A. G. Sobstvennye nuzhdy teplovykh elektrostantsiy [Own needs of the thermal power stations]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1991, 272 p.
Sivokobylenko V. F., Lebedev V. K., Mahinda Silva. Analiz protsessov dugovykh zamykaniy na zemlyu v setyah sobstvennyh nuzhd TES i AES [Analysis of the processes arc earth fault in the networks own needs TPP and NPP]. Zbirnyk naukovykh prats DonNTU, Seriia «Elektotekhnika i energetyka» [Collection of scientific papers DonNTU, series "Electrical and Power Engineering"], 2000, No. 17, pp. 129 – 133.
Zhurakhivskyi A. V., Kens Yu. A., Yatseyko A. Ya., Masliak R. Ya. Ferorezonansni protcesy v elektychnykh merezhakh z riznotypnymy trasformatoramy naprugy [Ferroresonance processes in electrical networks 10 kV with different types of voltage transformers]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical electrodynamics], 2010, No. 2. pp. 73 – 77.
Kezunovic M. Kasztenny B., Galijasevic Z. Modeling, developing and testing protective relays using MATLAB, programmable relays and digital simulators. Third International Conference on Digital Power System Simulators (ICDS). Vasteras, Sweden, 1999, pp. 1 – 6.
Kezunovic M. User-friendly, open-system software for teaching protective relaying application and design concepts. IEEE Transactions on Power Systems, 2003, No. 3, pp. 986 – 992.
Tziouvaras D., McLaren, Alexander P., Dawson G. Mathematical models for current, voltage, and coupling capacitor voltage transformers. IEEE Transactions on Power Delivery, 2000, Vol. 15, No. 1. pp. 62 – 72.
Eming L. MacAlpine J.M.K., Yanbing L. On-line identification of frequency response of current transformers using a correlation method. IEEE International Symposium on Circuits and Systems, Hong Kong, China, 1997, pp. 2701 – 2704.
Sayenko Yu. L., Popov A. S. Matematicheskie aspecty vybora emkosti kondensatora dlya opredeleniya veber-ampernoy kharakteristiki izmeritelnykh transformatorov napryazheniya [Mathematical aspects of choosing the capacity for determination saturation characteristic of measuring voltage transformers]. Visnyk Pryazovskogo derzhavnogo tekhnichnogo universytetu. Seriya: Tekhnichni nauky. Zbirnyk naukovykh prats [Collection of scientific papers "Pryazovskyi State Technical University", series "Technical science"], 2011, No. 2, pp. 253 – 258.
Lihachov F. A. Zamykaniya na zemlyu v setyah s izolirovannoy neytralyu i kompensatsiey emkostnykh tokov [Earth faults in networks with insulated neutral and capacitive current compensation]. Moscow, Energiya Publ., 1971, 152 p.
Sayenko Yu. L., Popov A. S. Opredelenie usloviy gasheniya ferrorezonansnykh kolebaniy v setyakh s izolirovannoy neytralyu [Determination the conditions of damping the ferroresonance oscillations in networks with insulated neutral point]. Visnyk Kremenchutskogo natsionalnogo universytetu imeni Mykhayla Ostrogradskogo [Scientific Journal "Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University"], 2014, No. 1, pp. 15 – 22.
Downloads
Published
Issue
Section
License
При направленні статті в редакцію, автор гарантує, що стаття надається для публікації уперше і раніше не була опублікована в інших виданнях повністю або частково.
Підписанням ліцензійного договору автор(и) підтверджує(ють), що має(ють) виняткове авторське право на статтю і передає(ють) невиняткові права на свою статтю видавництву журналу «Електрифікація транспорту» для публікації в черговому номері журналу. Автор(и) так само дає(ють) згоду на передачу і розміщення електронної версії своєї статті на сайтах баз даних, створюваних і поширюваних через Інтернет.