Підвищення ефективності захисту від струмів короткого замикання в суднових електроенергетичних системах

Автор(и)

  • V. S. Lukovtsev Національний університет «Одеська морська академія»
  • S. A. Tierielnyk Національний університет «Одеська морська академія»

DOI:

https://doi.org/10.18372/1990-5548.65.14985

Ключові слова:

Підвищення ефективності захисту, струмообмежувальний реактор, струм короткого замикання

Анотація

Коротке замикання є найважчим і найнебезпечнішим аварійним режимом роботи суднових електроенергетичних систем, і від того на скільки ефективно системи автоматики забезпечують захисні функції, залежить живучість і надійність роботи як судновій електроенергетичній системи, так і судна в цілому. У зв'язку з цим метою даної роботи є розробка системи, яка дозволить підвищити ефективність застосування струмообмежувальних реакторів в суднових електроенергетичних системах і тим самим підвищити ефективність захистів від струму короткого замикання. Для досягнення поставленої мети вирішено ряд допоміжних завдань: визначено параметри елементів досліджуваної системи у відносних одиницях, розроблена математична модель досліджуваної системи з подальшим моделюванням, запропонована система формування випереджаючого управління, яке базується на застосуванні першої і другої похідних контрольованого параметра. Аналіз результатів дослідження показав, що застосування запропонованої системи, дозволить підвищити ефективність захисту від струмів короткого замикання шляхом обмеження значення ударного струму, виключаючи при цьому недоліки, пов'язані із застосуванням струмообмежувальний реакторів, таких як падіння напруги і втрати потужності в перехідних режимах, що підтверджує перспективність використання запропонованої системи.

Біографії авторів

V. S. Lukovtsev, Національний університет «Одеська морська академія»

Кафедра електрообладнання та автоматики суден

Кандидат технічних наук. Доцент

orcid.org/0000-0003-3673-5159

S. A. Tierielnyk, Національний університет «Одеська морська академія»

Кафедра електрообладнання та автоматики суден

Аспірант

orcid.org/0000-0002-7661-9470

Посилання

Short-circuit currents in three-phase a.c. systems–Part 0: Calculation of currents, IEC Standard 60909-0, July 2001.

IEEE Application Guide for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis, IEEE Standard C37.10-2000, September 2000.

N. Samaan , R. Zavadil, J. C. Smith, and J. Conto, "Modeling of Wind Power Plants for Short Circuit Analysis in the Transmission Network," Conference paper, May 2008. DOI: 10.1109/TDC.2008.4517099. Source: IEEE Xplore. Available: https://www.researchgate.net/publication/4333842

S. Chandrasekar, Short Circuit Modeling of Wind Turbine Generators. Department of Electrical and Computer Engineering University of Saskatchewan. Saskatoon, Saskatchewan, Canada. 2013 Available: https://pdfs.semanticscholar.org/38e9/a4e9061710bc32da6f9fa1d69befcd353264.pdf

J. R. Williams and B. Karlson, Wind Power Plant Short-Circuit Modeling Guide. SANDIA REPORT SAND2012-6664 Unlimited Release. August 2012. Available: https://pdfs.semanticscholar.org/906a/ea858edf7379519511e9845ee54c74623cce.pdf

N. H. Hussin, M. H. Idris, M. Amirruddin, M. S. Ahmad, M. A. Ismail, F. S. Abdullah, and N. M. Mukhtar, "Modeling and Simulation of Inverse Time Overcurrent Relay using Matlab/Simulink, Centre of Excellence for Renewable Energy (CERE) School of Electrical System Engineering Universiti," IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems (I2CACIS), 22 October 2016, Malaysia. Available: https://www.researchgate.net/publication/316013496_Modeling_and_Simulation_of_Inverse_Time_Overcurrent_Relay_using_MatlabSimulink

Digital Simulation for the industry/RTDS Technologies. Available: https://www.rtds.com/

Real Time Simulation of Electric Power systems. Digital Substation. Study Committee D2 Colloquium-2017 26 – 28.09 2017 Amsterdam, The Netherlands IEC 61850 Europe 2017.

K. Kim, An artificial neutral network fault-diagnostic adviser for a nuclear power plant with error prediction. Iowa State University, Digital Repository, 1992.

I. Gvozdeva, V. Lukovtsev, and S. Tierielnyk, "Performance prediction of ships electrical power plant based on artificial neural network," Industrial and technology systems, vol. 4, no. 1(36), pp. 43–49. 2017. Available: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/108528

K. Norvag, An Introduction to Fault-Tolerant Systems. Department of Computer and Information Science. Norwegian University of Science and Technology. 7034 Trondheim, Norway. IDI Technical Report 6/99, Revised July 2000. ISSN 0802-6394. Available: http://www.idi.ntnu.no/noervaag

H. Kirrmann, Fault Tolerant Computing in Industrial Automation. ABB Research Center. CH-5405 Baden, Switzerland. 2nd Edition 2005.

Y. Robert, Fault-Tolerant Techniques for HPC. Laboratoire LIP, ENS Lyon. Institut Universitaire de France. University Tennessee Knoxville. HTDC Winter School 2015. Available: http://graal.ens-lyon.fr/~yrobert/htdc-flaine.pdf

J. Dongarra, T. Herault1, Y. Robert, and O. Ride, Fault tolerance techniques for high-performance computing. Springer International Publisher Switzerland. May 2015 Available: https://www.springer.com/gp/book/9783319209425

O. Mendrock, "Short-circuit current limitation by series reactors," Transmission and distribution. October 2009, pp. 45–49. Trench, Austria. Available: https://www.ee.co.za/wp-content/uploads/legacy/Energize_Oct09/022_TT_Short-circuit.pdf

S. I. Kopylov, V. A. Altov, N. N. Balashov, S. S. Ivanov, V. V. Zheltov, and V. D. Zemerikin, Comparative Analysis of Various Superconducting and Non-Superconducting Fault Current Limiting Devices Designed for Operation in a 110 kV/100 MW Power Network. Available: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.06.288

V. N. Enin and A. V. Stepanov, "Simulation of transients and analysis of dynamic stability of synchronous generators under the influence of large perturbations," Science and education. Issue 10, pp. 495–504, October 2012. DOI: 10.7463/1012.0465566. Available: http://engineering-science.ru/doc/465566.html

A. Cali, S. Conti, F. Santonoceto, and G. Tina, "Benefits assessment of fault current limiters in a refinery power plant: a case study," in Proc. of the IEEE Power System Technology Conference, 2000, pp. 1505–1510.

A. Balestrero, L. Ghezzi, M. Popov, and L. Sluis, "Current interruption in low voltage circuit breakers," IEEE Transactions on Power Delivery. Issue 25(1), pp. 206–211. February 2010. DOI: 10.1109/TPWRD.2009.2035298. Available: http://www.geniopensante.it/doc/papers/lvcb/lvcb01.pdf

Marine Accident Investigation Branch. Available: http://www.maib.gov.uk

H. H. Zeineldin, E. F. El-Saadany, M. M. Salama, A. H. Kasem, Alaboudy, and W. L. Woon, "Optimal sizing of thyristor-controlled impedance for smart grids with multiple configurations," IEEE Trans. Smart Grid, 2(3)(2011). Available: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5871330

A. Abramovitz and K. Ma Smedley, "Survey of solid-state fault current limiters," IEEE Trans. Power Electron., 27(6), 2012, pp. 2770–2782 Available: https://ieeexplore.ieee.org/document/6069867

R. Nasereddine, I. A. Amor, and L. Ben Brahim, "AC solid state circuit breakers for fault current limitation in distributed generation," 7th IEEE 2013, GCC Conference and Exhibition (GCC), Doha, 17–20, 2013, pp. 446–449. Available: https://ieeexplore.ieee.org/document/6705820

S. Hasana, El-S. M. El-Refaiea, A. H. Kasem Alaboudyb, and A. M. Hamadab, "An AC hybrid current limiting and interrupting device for low voltage systems," Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110016817301436

V. A. Venikov, Transient electromechanical processes in electrical systems. Moscow: Vysshaya Shkola, 1985. Print (In Russian)

I. P. Kryuchkov, V. A. Starshinov, YU. P. Gusev, and M. V. Piratorov, Transient processes in electromechanical systems, Moscow: Izdatel'skiy dom MEI, 2008. Print (In Russian)

RD 153-34.0-20.527-98. Instructions for Short circuit calculations, Moscow: NTS ENAS, 2002. Print (In Russian)

Short Circuits in Tree Phase AC Systems. Part 0. Calculations of Current. (IEC/TR 60909-0: 2001, IDT). DSTU IEC 60909-0:2007. Official Release. Print (In Ukrainian)

V. S. Lukovtsev and S. A. Tierielnyk, “Improvement of short circuit protection,” Actual questions of Ship’s Electrical and Radio Engineering. Odesa, Ukraine, Odesa National Maritime Academy Conference. 2013, pp. 33–35. Print

V. A. Vlasenko and O. K. Mansurova, Dinamic Adjustment of Standard Regulators, Saint Petersburg: GITMO (TU), 2002. Print (in Russian)

##submission.downloads##

Номер

Том 3 № 65 (2020)

Розділ

ЕНЕРГЕТИЧНЕ МАШИНОБУДУВАННЯ

Ліцензія

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).