Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation

The aim of the work is a test of the developed mathematical model of electromagnetic processes of short circuit and approbation of the created software complex «LiGro» on its basis for the existing grounding system located in three-layer soil. Methodology. To improve the accuracy of calculating the...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автори: Koliushko, D. G., Rudenko, S. S., Istomin, O. Ye., Saliba, A. N.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2022
Теми:
Онлайн доступ:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/261095
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Репозитарії

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-261095
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
collection OJS
language English
topic grounding system
modeling of the electromagnetic processes
touch voltage
grounding system resistance
grounding system voltage
electromagnetic diagnostics
заземлювальний пристрій
моделювання електромагнітних процесів
напруга дотику
опір заземлювального пристрою
напруга на заземлювальному пристрої
електромагнітна діагностика
spellingShingle grounding system
modeling of the electromagnetic processes
touch voltage
grounding system resistance
grounding system voltage
electromagnetic diagnostics
заземлювальний пристрій
моделювання електромагнітних процесів
напруга дотику
опір заземлювального пристрою
напруга на заземлювальному пристрої
електромагнітна діагностика
Koliushko, D. G.
Rudenko, S. S.
Istomin, O. Ye.
Saliba, A. N.
Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
topic_facet grounding system
modeling of the electromagnetic processes
touch voltage
grounding system resistance
grounding system voltage
electromagnetic diagnostics
заземлювальний пристрій
моделювання електромагнітних процесів
напруга дотику
опір заземлювального пристрою
напруга на заземлювальному пристрої
електромагнітна діагностика
format Article
author Koliushko, D. G.
Rudenko, S. S.
Istomin, O. Ye.
Saliba, A. N.
author_facet Koliushko, D. G.
Rudenko, S. S.
Istomin, O. Ye.
Saliba, A. N.
author_sort Koliushko, D. G.
title Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
title_short Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
title_full Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
title_fullStr Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
title_full_unstemmed Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
title_sort simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
title_alt Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation
description The aim of the work is a test of the developed mathematical model of electromagnetic processes of short circuit and approbation of the created software complex «LiGro» on its basis for the existing grounding system located in three-layer soil. Methodology. To improve the accuracy of calculating the normalized parameters of operating power stations and substations, the authors developed the «LiGro» software package based on the expressions obtained in for calculating the potential of the electric field of a non-equipotential grounding system (GS). To monitor the state and assess the efficiency of the GS of operating power facilities, the electromagnetic diagnostics is used. The topology of the GS was determined with the induction method by complex KNTR-1, the geoelectric structure of the soil was determined by the method of vertical electrical sounding using the Wenner installation, the interpretation of the sounding results was made by the «VEZ-4A» program. The calculation results show that for the selected substation, the model developed in the «LiGro» complex has a deviation δ2 from the experimental values Ut by an average of 8,2 %, and the model implemented in Grounding 1.0 (IEEE model) δ1 is 17,2 %. Originality. The results of the study confirm the adequacy of the developed GS model in the «LiGro» complex based on a three-layer soil model, with the experimental values of the touch voltage obtained by simulating a single-phase ground fault on a real GS in operation. The first time was made approbation of the «LiGro» software package when performing the EMD of the GS of an operating substation with a voltage class of 150 kV. Practical significance. The program software can be used by special measuring’s laboratory to determining electrical safety parameters: touch voltage, GS voltage, and GS resistance. 
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”
publishDate 2022
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/261095
work_keys_str_mv AT koliushkodg simulationofelectromagneticprocessesinthegroundingsystemwithashortcircuitintheoperatinghighvoltagesubstation
AT rudenkoss simulationofelectromagneticprocessesinthegroundingsystemwithashortcircuitintheoperatinghighvoltagesubstation
AT istominoye simulationofelectromagneticprocessesinthegroundingsystemwithashortcircuitintheoperatinghighvoltagesubstation
AT salibaan simulationofelectromagneticprocessesinthegroundingsystemwithashortcircuitintheoperatinghighvoltagesubstation
first_indexed 2024-06-01T14:40:17Z
last_indexed 2024-06-01T14:40:17Z
_version_ 1800670090884022272
spelling eiekhpieduua-article-2610952022-07-08T09:20:51Z Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation Simulation of electromagnetic processes in the grounding system with a short circuit in the operating high-voltage substation Koliushko, D. G. Rudenko, S. S. Istomin, O. Ye. Saliba, A. N. grounding system modeling of the electromagnetic processes touch voltage grounding system resistance grounding system voltage electromagnetic diagnostics заземлювальний пристрій моделювання електромагнітних процесів напруга дотику опір заземлювального пристрою напруга на заземлювальному пристрої електромагнітна діагностика The aim of the work is a test of the developed mathematical model of electromagnetic processes of short circuit and approbation of the created software complex «LiGro» on its basis for the existing grounding system located in three-layer soil. Methodology. To improve the accuracy of calculating the normalized parameters of operating power stations and substations, the authors developed the «LiGro» software package based on the expressions obtained in for calculating the potential of the electric field of a non-equipotential grounding system (GS). To monitor the state and assess the efficiency of the GS of operating power facilities, the electromagnetic diagnostics is used. The topology of the GS was determined with the induction method by complex KNTR-1, the geoelectric structure of the soil was determined by the method of vertical electrical sounding using the Wenner installation, the interpretation of the sounding results was made by the «VEZ-4A» program. The calculation results show that for the selected substation, the model developed in the «LiGro» complex has a deviation δ2 from the experimental values Ut by an average of 8,2 %, and the model implemented in Grounding 1.0 (IEEE model) δ1 is 17,2 %. Originality. The results of the study confirm the adequacy of the developed GS model in the «LiGro» complex based on a three-layer soil model, with the experimental values of the touch voltage obtained by simulating a single-phase ground fault on a real GS in operation. The first time was made approbation of the «LiGro» software package when performing the EMD of the GS of an operating substation with a voltage class of 150 kV. Practical significance. The program software can be used by special measuring’s laboratory to determining electrical safety parameters: touch voltage, GS voltage, and GS resistance.  Метою роботи є перевірка розробленої математичної моделі електромагнітних процесів короткого замикання та апробація створеного програмного комплексу «LiGro на її основі для існуючого заземлювального пристрою (ЗП), який розташовано в тришаровому ґрунті. Перевірка практичного застосування була виконана на діючий підстанції класом напруги 150 кВ з використанням вдосконаленої методики електромагнітної діагностики. Топологія ЗП була визначена індукційним методом за допомогою приладу KNTR-1, параметри ґрунту визначені чотириелектродною симетричною установкою за схемою Веннера методом вертикального електричного зондування, інтерпретація результатів зондування виконана спеціалізованою програмою VEZ-4A. Результати порівняння розрахунку показують, що для обраної підстанції модель розроблена в комплексі LiGro має відхилення від експериментальних значень в середньому на 8,2 %, а модель реалізована в Grounding 1.0 (IEEE model) – 17,2 %. Виконано розрахунок нормованих параметрів ЗП в режимі короткого замикання: напругу дотику, опір ЗП та напругу на ЗП. Встановлено, що вони не перевищують допустимого значення. Проаналізовано переваги розрахункового комплексу у порівнянні з аналогами. Отримані результати дозволяють виконати повномасштабне впровадження програмного комплексу в діагностику стану ЗП.  National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2022-07-08 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/261095 10.20998/2074-272X.2022.4.11 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 4 (2022); 75-80 Электротехника и Электромеханика; № 4 (2022); 75-80 Електротехніка і Електромеханіка; № 4 (2022); 75-80 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/261095/257546 Copyright (c) 2022 D. G. Koliushko, S. S. Rudenko, O. Ye. Istomin, A. N. Saliba http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0