© 2013, II. WORKSHOP NETFEI - Rozvoj a partnerství me
R ESEARCH IN THE
Štefan Hamacek
1,Mikołaj Bartłomiejcyzk
1, 2, 3, 4, 5
Vysoká škola báská - Technická univerzita Ostrava , Fakulta elektrotechn elektrotechniky, 17. listopadu 15, Ostrava
1 stefan.hamacek@vsb.cz, 2 bar0301@vsb.cz,
Abstract Nowadays in the Czech Republic begins implementation of new types of leadership
system with insulated conductors nowadays. This sys is used because of the use of conductors in difficu reach terrains and lower failure rate. The finding specific faults is problem, because today's digital protection are not able to find it.
Keywords
Partial discharge, insulated conductor, medium climatic chambers.
1.
Úvod
Na výzkumném pracovišti VŠB- prototyp detektoru poruch izolovaných záv Je vyvíjen na základ patentov chrán
2008-647. Ped samotnou realizací detektoru byla provedena ada test provozních i poruchových stav izolovaných závsných vodi (dále jen CC z
„covered conductor“). [1-3] Pro tuto studii bylo zrealizováno v laboratoi testovací pracovišt
souástí je klimatická komora, s jejíž pomocí byly simulovány rzné klimatické podmínky a
výbojová innost CC v provozních i poru stavech. Jelikož analýza výbojové innosti tvo algoritmu hodnocení poruch CC, byla podrobn analyzována výbojová innost pro všechny z známé druhy poruch CC, konkrétn pro p na zem, kontaktu CC s vtvemi strom
vtve stromu na 3-fázový systém CC. [4
Rozvoj a partnerství mezi FEI a podnikatelským sektorem a institucemi terciálního vzd
/Es ^d/ KZKsK: s >sE1
ESEARCH OF P ARTIAL D ISCHARGE
L ABORATORY C ONSTRUCTED
Bartłomiejcyzk
2, Stanislav Mišák
3, VítČzslav Stýskala
Technická univerzita Ostrava , Fakulta elektrotechniky a informatiky, Katedra elektrotechniky, 17. listopadu 15, Ostrava-Poruba 708 33, eská republik
bar0301@vsb.cz, 3 stanislav.misak@vsb.cz, 4 vitezslav.styskala@vsb.cz roman.hrbac@vsb.cz5
Nowadays in the Czech Republic begins implementation of new types of leadership that use the system with insulated conductors nowadays. This system is used because of the use of conductors in difficulties to reach terrains and lower failure rate. The finding of specific faults is problem, because today's digital
, medium voltage,
-TUO byl vyvinut prototyp detektoru poruch izolovaných závsných vodi.
chránné metodiky P ed samotnou realizací detektoru byla provozních i poruchových stav
(dále jen CC z anglického Pro tuto studii bylo i testovací pracovišt, jehož jejíž pomocí byly zné klimatické podmínky a byla sledována provozních i poruchových
innosti tvoí základ algoritmu hodnocení poruch CC, byla podrobn
innost pro všechny z praxe
pro pípad pádu CC tvemi strom, popípad pádu
[4-6]
Obr. 1 Ukázka klimatické komory
2.
ě ešení poruchových stav vedení s CC
Na vzorku izolovaného záv
simulovány všechny známé typy poruch CC a v rámci dlouhodobého testování byla analyzována výbojová
innost pro rznou teplotu, relativní vlhkost a tlak okolí CC.
V provozním stavu je pravd
ástených výboj oproti poruchovým stav
Avšak i když nedošlo na vedení k poruše, výskyt
ástených výboj nelze úpln vylou
bylo realizováno v laboratorních podmínkách, se pedpokládal výskyt všech tí druh
to:
• vnitĜní výboje,
• povrchové výboje,
• korónové výboje.
Pro samotnou analýzu bylo t vhodné micí techniky nízko produkovaný ástenými výboji (dále jen rušivých signál. To bylo realizováno pomocí
Mící ást (VN)
zi FEI a podnikatelským sektorem a institucemi terciálního vzdlávání 5
ISCHARGE ONSTRUCTED
zslav Stýskala
4, Roman Hrbáþ
5 iky a informatiky, Katedra eská republikavitezslav.styskala@vsb.cz,
Ukázka klimatické komory
ešení poruchových stavĤ na VN
Na vzorku izolovaného závsného vodie byly simulovány všechny známé typy poruch CC a v rámci stování byla analyzována výbojová znou teplotu, relativní vlhkost a tlak okolí
V provozním stavu je pravdpodobnost vzniku oproti poruchovým stavm minimální.
Avšak i když nedošlo na vedení k poruše, výskyt nelze úpln vylouit. Pi mení, které bylo realizováno v laboratorních podmínkách, se
í druh ástených výboj a
Pro samotnou analýzu bylo teba získat pomocí icí techniky nízko-úrovový signál nými výboji (dále jen V) z pozadí . To bylo realizováno pomocí íslicového
Klimatizaní jednotka
© 2013, II. Workshop NETFEI - Rozvoj a partnerství mezi FEI a podnikatelským sekt
filtru IIR - Butterworth, [1]
Parametry záznamu: mený signál byl ukládán s rozlišením 20MS/s a asem 0,1s.
Na obr. 2 a obr. 3 je vidt rozdíl ve výskytu
ástených výboj pro pípad provozního stavu izolovaného závsného vodie a pro p
poruchového stavu. Z obrázk je zejmý rozdíl výbojové
innosti pro pípad poruchového a bezporuchového st Jako poruchový stav zde byl z databáze m pípad pádu CC na uzemnnou konzolu VN stožáru.
Obr. 2 Bez poruchy (prbh napájecího nap signálu s V)
Obr. 3 S poruchou – pád vodie na zem napájecího naptí, prbh signálu s
Na obr. 4 je uvedena názorná ukázka simulované poruchy na vodii typu PAS - 22 kV v
klimatické komory pro pípad pádu CC na konzolu stožáru. Mení bylo provedeno v uzav
klimatické komory pro teploty -20, 20 a 60 °C.
Obr. 4 Ukázka simulace poruchy
innosti CC v poruchovém stavu pi teplot vodie na konzolu stožáru
Teplota klimatické komory byla nastavená na 20°C. V tab. 1 je názorná ukázka vybrané
ástených výboj za uritý asový inter
Rozvoj a partnerství mezi FEI a podnikatelským sektorem a institucemi terciálního vzd
ený signál byl ukládán s
t rozdíl ve výskytu ípad provozního stavu e a pro pípad vybraného
ejmý rozdíl výbojové ípad poruchového a bezporuchového stavu.
databáze mení vybrán nou konzolu VN stožáru.
h napájecího naptí, prbh
e na zem – písek (prbh
h signálu s V)
je uvedena názorná ukázka simulované 22 kV v prostedí ípad pádu CC na konzolu ení bylo provedeno v uzaveném prostoru
20, 20 a 60 °C.
mulace poruchy - Analýza výbojové
i teplot -20°C - pád e na konzolu stožáru
Teplota klimatické komory byla nastavená na - je názorná ukázka vybrané ásti signál
asový interval.
Tab.1: Ukázka ástených výboj v
1 záznam
3 záznam
Na obrázcích 5 a 6 se nachází vyhodnocení
ástených výboj a hodnoty napového signálu V). V tomto m
etnosti V a UTRMSnejvtší ze všech m pohybovala v rozmezí od 1,46x10 hodnota UTRMS se pohybovala na za
hodnoty 40 mV a pak se asi po 32 hodinách zvýšila n hodnotu 50 mV.
Obr. 5
Obr. 6 Prb
3.
ZávČr
V píspvk se nachází výskytu ástených výboj na vedení s CC.
Byla vybrána porucha, kdy se vodi
konzolu stožáru. Výsledkem byl zvýšený výsky oblasti místa styku vodie a konzoly stožáru co je i vid z obrázk 2. a 3. . Pi takto vzniklé poruše se dlouhodob
2013 | ZÁ Í
orem a institucemi terciálního vzdlávání 6
asovém horizontu
2 záznam
4 záznam
Na obrázcích 5 a 6 se nachází vyhodnocení a hodnoty UTRMS (efektivní hodnota V). V tomto mení byly hodnoty tší ze všech mení. etnost se pohybovala v rozmezí od 1,46x106 do 1,51x106 (s-1), se pohybovala na zaátku mení kolem hodnoty 40 mV a pak se asi po 32 hodinách zvýšila na
Graf etnosti V
bh hodnoty UTRMSV
se nachází ešení problematiky na vedení s CC.
Byla vybrána porucha, kdy se vodi odtrhl a spadl na konzolu stožáru. Výsledkem byl zvýšený výskyt V v e a konzoly stožáru co je i vidt i takto vzniklé poruše se dlouhodob
2013 | ZÁ Í
© 2013, II. Workshop NETFEI - Rozvoj a partnerství mezi FEI a podnikatelským sektorem a institucemi terciálního vzdlávání 7 sledoval vývoj V pomocí záznamu osciloskopu, který se
ukládal na datové úložišt. Výsledný prbh výbojové
innosti je možné vidt na obrázcích 5. a 6., kde byla sledována jejich etnost a UTRMS. Takto vysledované chování výbojové innosti V je možné použít pi vývoji indikátor poruch a vývoj, nebo optimalizaci detektoru poruch.
PodČkování
Tento lánek byl vypracován v rámci projektu Píležitost pro mladé výzkumníky, reg. .
CZ.1.07/2.3.00/30.0016, podpoeného Operaním programem Vzdlávání pro konkurenceschopnost a spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpotem eské republiky.
Použitá literatura
[1] Mišák, S., Hamacek S., “Utilization of the Finite Element Method For Optimizing of Overhead Covered Conductors, ” In sborník konference DAAAM 2010, VIENNA:DAAAM INTERNATIONAL, 2010, vol. 21, 1111-1112, ISBN 978-3- 901509-73-3.
[2] Hamacek, Š., “Experimentální zjišování prrazné pevnosti - Pevné izolanty, ” Diplomová práce, VŠB-TU Ostrava, FEI, Kat-453, 2009.
[3] Hamacek, Š., Mišák, S., “Analýza namáhaní izolace typových kabel AYKCY a NAKBY v poruchovém a provozním stavu s využitím modelování v programu ANSYS, ” Ostrava, 15, 2010, ISSN 1210 – 311X.
[4] Hamacek, Š, “EXPERIMENTAL ANALYSIS OF BREAKDOWN STRENGTH OF TYPES CYKY CABLES IN DEPENDENCE ON THE TEMPERATURE, ” Sborník konference ISEM 2009, VUT Praha, ISBN 978-80-01-04417- 9.
[5] Hamacek, Š., “Experimentální zjišování prrazné pevnosti typových kabel CYKY v závislosti na teplot se simulací elektrostatického pole, ” Sborník konference ANSYS 2009, Plze, ISBN-978-80-254-5437-4.
[6] Mišák, S., Hamacek, Š., “Využití programového prostedí ANSYS, pro optimalizaci vodi venkovního vedení, ” Brno:MSD, s.r.o., 2010, 859, ISBN 978-80-214-4094-4.
