Naprezanja izolacije elektroenergetske opreme pri nestandardnim talasnim oblicima prenapona

Ključne reči: koordinacija izolacije, ATP/EMTP, prenaponi, FDSF, Furijeova transformacija, frekventni domen

Sažetak


Elektroenergetska oprema je tokom svog rada stalno izložena prenaponima različitog porekla, kao što su atmosferska pražnjenja, sklopne operacije, kvarovi itd. Zbog toga su adekvatan izbor prenaponske zaštite i podnosivih napona izolacije opreme ključni faktori u povećanju pouzdanosti sistema. Generalno, koordinacija izolacije se sprovodi analizom ponašanja izolacije za standardne talasne oblike udarnog i sklopnog prenapona. Međutim, prenapni koji se javljaju u pogonskim uslovima mogu značajno odstupati od standardnih talasnih oblika podnosivih napona izolacije, u pogledu vremena čela naponskog talasa, trajanja talasa, postojanja visokofrekventnih komponenti usled pojave refleksija u postrojenju i drugih faktora. U ovom radu su predstavljene moguće metode procene ponašanja izolacije opreme za realne naponske talase kojima je izolacija izložena tokom eksploatacija a koji odstupaju od standardnih talasnih oblika, analizom u frekventnom domenu. Kako u signalu prenapona postoje različite komponente na različitim frekvencijama, od kojih svaka ima različitu energiju, osnovni cilj ovog rada je analiza karakteristika izolacije jednog konkretnog transformatora sa stanovišta energetske spektralne gustine naponskog talasa koji se javlja na njegovim priključcima pri pojavi atmosferskog pražnjenja. Rezultati proračuna pokazuju da iako je amplituda prenapona niža od podnosivog napona izolacije transformatora uz odgovarajuću sigurnosnu marginu (zadovoljen uslov klasičnog pristupa koordinaciji izolacije), analiza spektra naponskog talasa u frekventnom domenu pokazuje da ipak može doći do ugrožavanja izolacije

Reference

[1].    IEC 60071-1 Insulation co-ordination - Part 1: “Definitions, principles and rules”, 2011.


[2].    IEC 60071-2 Insulation co-ordination - Part 2: “Application guidelines”, 2018.


[3].    U. R. R. Massaro, R. Antunes, “Electrical Transient Interaction between Transformers and Power System – Brazilian Experience”, International Conference on Power Systems Transients (IPST2009), Kyoto-Japan, June 2009.


[4].    S. Okabe, J. Takami, "Evaluation of Breakdown Characteristics of Oil-immersed Transformers under Non-standard Lightning Impulse Waveforms – Method for Converting Non-standard Lightning Impulse Waveforms into Standard Lightning Impulse Waveforms –", IEEE Trans. DEI, Vol.15, No.5, p.1288-1296, 2008.


[5].    S. Okabe, S. Yuasa, S. Kaneko, G. Ueta, "Evaluation of Breakdown Characteristics of Gas Insulated Switchgears for Non-standard Lightning Impulse Waveforms – Method for Converting Non-standard Lightning Impulse Waveforms into Standard Lightning Impulse Waveforms –", IEEE Trans. DEI, Vol.16, No.1, p.42-51, 2009.


[6].    CIGRE WG C4.302, "Insulation Co-ordination Related to Internal Insulation of Gas Insulated System in SF6 and N2/SF6 Mixtures under AC Conditions", CIGRE technical brochure No. 360, 2008.


[7].    CIGRE WG C4.306, "Insulation Coodination for UHV AC Systems", CIGRE technical brochure No.542, 2013.


[8].    CIGRE JWG A2/C4.39, "Electrical Transient Interaction Between Transformers and the Power System", CIGRE technical brochure No.577, 2014.


[9].    W. Sima, X. Lan, Q. Yang, and T. Yuan, “Statistical analysis on measured lightning overvoltage surges in a 110 kV air-insulated substation,” IET Sci. Meas. Technol., vol. 9, no. 1, pp. 28–36, 2015.


[10].   G. Krithika, S. Usa, "Volt-Time Characteristics of OIP Under Non-Standard Impulses", International Conference on Condition Assessment Techniques in Electrical Systems, 2013.


[11].   S. Okabe, M. Koto, T. Kawashima, T. Ishikawa and T. Yamagiwa, "Insulation characteristics of GIS for non-standard lightning surge waveforms. II. Gas gaps and spacer surface," 1999 Eleventh International Symposium on High Voltage Engineering, pp. 163-166 vol.3, 1999.


[12].   S.P.Balaji, G.Krithika, S.Usa, "Prediction od v-t characteristics of transformer insulation", XVII International Symposium on High Voltage Engineering, Hannover, Germany, August 22-26, 2011.


[13].   P. Sun, W. Sima, M. Yang, X. Lan and J. Wu, "Study on voltage-number characteristics of transformer insulation under transformer invading non-standard lightning impulses," in IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 22, no. 6, pp. 3582-3591, December 2015.


[14].   M. Darveniza, A. E. Vlastos, "Generalised breakdown models and the integration method for predicting non-standard waveshape impulse strengths," Proceedings., Second International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials, pp. 284-287 vol.1, 1988.


[15].   R. Malewski, J. Douville, L. Lavallée, “Measurement of switching transients in 735-kV substations and assessment of their severity for transformer insulation”, IEEE Trans. Power Delivery, vol. 3, no. 4, October 1988.


[16].   JWG A2/C4-03, “Interaction between Transformers and the Power System with focus in high frequency electromagnetic transients”, Brazilian Working Group, Cigre-Brazil, 2005.


[17].   Xose M. Lopez-Fernandez, Casimiro Alvarez-Marino, “Frequency Domain Severity Factor (FDSF) - Transient Voltage Performance -Transformer Outside/Inside”, Advanced Research Workshop on Transformers, 2010, Spain


 


 

Objavljeno
2022/12/30
Rubrika
Stručni članak