Selectivity of power system protections at power swings in power system

Czasopismo : Acta Energetica
Tytuł artykułu : Selectivity of power system protections at power swings in power system

Autorzy :
Jaskólski, M.
Gdańsk University of Technology, mjask@ely.pg.gda.pl,
Lizer, M.
Institute of Power Engineering in Warsaw, marcin.lizer@ien.com.pl,
Lubośny, Z.
Gdańsk University of Technology, z.lubosny@ely.pg.gda.pl,
Klucznik, J.
Gdańsk University of Technology, j.klucznik@eia.pg.gda.pl,
Łosiński, M.
Żarnowiec Hydro Power Plant, m.losinski@eia.pg.gda.pl,
Klucznik, J.
Gdańsk University of Technology, j.klucznik@eia.pg.gda.pl,
Machowski, J.
Warsaw University of Technology, jan.machowski@ee.pw.edu.pl,
Abstrakty : The paper discusses out-of-step protection systems such as: generator pole slip protections, out of step tripping protections, distance protections of step-up transformer, distance protections of transmission lines and transformers, power swing blocking, and special out-of-step protection. It is shown that all these protections make up a protection system, to which a setting concept uniform for the entire power system has to be applied. If a power system is inappropriately equipped with these protections, or their settings are inappropriate, they may operate unselectively, thus contributing to the development of power system blackouts. In the paper the concepts for a real power system are given for the two stages: target stage fully compliant with selectivity criteria, and transitional stage between the current and target stages.

W artykule omówiono zabezpieczenia związane z kołysaniami mocy, takie jak: zabezpieczenia generatorów od poślizgu biegunów, zabezpieczenia rozcinające od pracy asynchronicznej w sieci, zabezpieczenia odległościowe bloków generator-transformator, zabezpieczenia odległościowe linii przesyłowych i transformatorów, blokady kołysaniowe, automatyka przeciwkołysaniowa. Wykazano, że zabezpieczenia te stanowią łącznie system zabezpieczeń, wobec którego musi być stosowana koncepcja nastawień, jednolita dla całego systemu elektroenergetycznego. Przy nieodpowiednim wyposażaniu systemu elektroenergetycznego w te zabezpieczenia lub ich nieodpowiednim nastawianiu mogą one działać nieselektywnie, przyczyniając się do rozwoju awarii systemowych. Podano koncepcję dla dwóch etapów: etapu docelowego, spełniającego w pełni warunki selektywności, oraz etapu przejściowego między stanem aktualnym a docelowym.

Słowa kluczowe : zabezpieczenia elektroenergetyczne, kołysania mocy, selektywność, power system protection, power swings, selectivity,
Wydawnictwo : ENERGA SA
Rocznik : 2012
Numer : nr 4
Strony : 96 – 123
Bibliografia : 1. Machowski J., Selektywność działania zabezpieczeń w trakcie kołysań mocy w systemie elektroenergetycznym, część I, Kołysania mocy i zabezpieczenia od poślizgu biegunów Selectivity of power system protection during power swings in power system Part I. Power swings and pole slip protection Automatyka Elektroenergetyczna 2006, issue 3, pp. 32–37.
2. Machowski J., Selektywność działania zabezpieczeń w trakcie kołysań mocy w systemie elektroenergetycznym, część II, Zabezpieczenia odległościowe i ich blokady Selectivity of power system protection during power svings in power system Part 2. Distance protection and its blocking, Automatyka Elektroenergetyczna 2006, issue 4, pp. 31–36.
3. Machowski J., Selektywność działania zabezpieczeń w trakcie kołysań mocy w systemie elektroenergetycznym, część III, Zabezpieczenia rozcinające sieć przesyłową i systemy zabezpieczeń związanych z kołysaniami mocy Selectivity of power system protection during power swings in power system. Part III. Out-of-step tripping in the network and out-ofstep protection system, Automatyka Elektroenergetyczna 2007, issue 2, pp. 41–47.
4. Machowski J., Bialek J., Bumby J., Power System Dynamics. Stability and Control, John Wiley & Sons, Chichester, New York 2008.
5. Machowski J., Regulacja i stabilność systemu elektroenergetycznego Power system control and stability, Ofi cyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warsaw 2007.
6. Białas T., Dobroczek A., Dytry H., Lubośny Z., Machowski J., Tomica M., Romantowska K., Wróblewska S., Wójcik A., Zasady doboru i nastawiania zabezpieczeń elementów systemu elektroenergetycznego wysokiego napięcia Principles of selection and setting of high voltage power system component protections, Biblioteka Operatora Systemu Przesyłowego, Warsaw 2010.
7. Żydanowicz J., Elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa Automatic protections in power systems, vol. I–III, WNT, Warsaw 1979.
8. Power swing and out-of-step considerations on transmission lines, A report to the Power System Relaying Committee of IEEE Power Engineering Society, source: http://www133.pair.com/psrc/ (Published Reports/Line protections).
9. Mooney J., Fischer N., Application Guidelines for Power Swing Detection on Transmission Systems, Scheitzer Engineering Laboratories, Inc. Copyright©SEL, 2005, 20050920, TP6228-01.
10. Berdy J., Application of out-off -step blocking and tripping relays, GER-3180.
11. Berdy J., Out-off -step protection for generators, GER-31790.
12. Tziouvaras D.A., Daqing H., Out-of-step protection fundamentals and advancements, Protective Relay Engineers, 2004 57th Annual Conference, 30 March – 1 April 2004, Posted online: 2004-10-04 11:46:49.0.
13. Paunescu D. i in., Out of step protection in modern power networks, Developments in Power System Protection, Eighth IEE International Conference, 5–8 April 2004, Posted online: 2004-12-13 08:36:15.0.
14. Hou D., Tziouvaras D.A., Out-of-step protection enhancements, Developments in Power System Protection, Eighth IEE International Conference, 5–8 April 2004, Posted online: 2004-12-13 08:36:15.0.
15. Troskie H.J., Impact of long duration faults on out-of-step protection, Developments in Power System Protection, Eighth IEE International Conference, 5–8 April 2004, Posted online: 2004-12-13 08:36:15.0.
16. Machowski J., Smolarczyk A., Brzeszczak L., Opracowanie zasad nastaw blokad przeciwkołysaniowych zabezpieczeń pod kątem odbudowy systemu Setting principles for protection devices power swing blocking with a view to system recovery, The Institute of Electrical Power Engineering, Warsaw University of Technology, research and development study commissioned by PSE-Operator SA, Agreement No. SR/RB/IS/008/05.
17. Machowski J., Elastyczne systemy przesyłowe – FACTS Flexible transmission systems – FACTS, Przegląd Elektrotechniczny 2002, issue 7.
18. Machowski J., Automatyka przeciwkołysaniowa APK przeciwdziałająca pracy asynchronicznej generatorów synchronicznych, część I, Algorytmy restytucyjne Special protection against asynchronous operation of synchronous generators after severe faults, Part I Restitutive algorithms, Automatyka Elektroenergetyczna 2005, issue 4, pp. 29–37.
19. Machowski J., Automatyka przeciwkołysaniowa APK przeciwdziałająca pracy asynchronicznej generatorów synchronicznych, część II, Algorytmy prewencyjne Special protection against asynchronous operation of synchronous generators after severe faults, Part II Preventive algorithms, Automatyka Elektroenergetyczna 2006, issue 1, pp. 35–41.
DOI :
Cytuj : Jaskólski, M. ,Lizer, M. ,Lubośny, Z. ,Klucznik, J. ,Łosiński, M. ,Klucznik, J. ,Machowski, J. , Selectivity of power system protections at power swings in power system. Acta Energetica nr 4/2012
facebook