Title
The problem of the actual insulation coordination for 500 kV with overvoltage in substations and the needed for more surge arresters in high voltage grid
Date Issued
September 2023
Access level
open access
Resource Type
research article
Publisher(s)
Ain Shams University
Abstract
The new extra high voltage overhead lines and substations have increased the overvoltage phenomenon in the electrical interconnected system, especially in high voltage circuit breakers operate in a failure condition. This research develops a new methodology for transitory analysis, due to limits in the insulation coordination, available in the international standards IEC 60071, however it is not enough, more surge arresters should be required with the new overhead lines caused by overvoltage. The influence by lightning, circuit breaker failure (50BF), grounding system, towers and insulation chains are affected, in three-phase reclosing, maneuvers and transformer energization, finally a new assessment of the performance develops an accurate calculation of the overvoltage. Our findings are in the three-phase reclosing, the maneuvers have introduced overvoltage through the transmission line, higher values ​than 2.3625p.u. However, the insulation coordination is less than 2.32p.u.; compared with the limit of 2.28p.u. Finally, the overvoltage has increased from 160% to 258% according to the distance in the overhead line in 500 kV, with the needed of surge arresters, with the new equipment the overvoltage has decreased from 258% to 100%.
Las nuevas líneas aéreas y subestaciones de extraalta tensión han incrementado el fenómeno de sobretensión en el sistema eléctrico interconectado, especialmente en interruptores de alta tensión que operan en condiciones de fallo. Esta investigación desarrolla una nueva metodología para el análisis transitorio, debido a los límites en la coordinación de aislamiento, disponible en las normas internacionales IEC 60071, sin embargo, no es suficiente, más descargadores de sobretensión deben ser requeridos con las nuevas líneas aéreas causadas por sobretensión. La influencia del rayo, fallo del disyuntor (50BF), sistema de puesta a tierra, torres y cadenas de aislamiento se ven afectadas, en el reenganche trifásico, maniobras y energización del transformador, finalmente una nueva evaluación del rendimiento desarrolla un cálculo preciso de la sobretensión. Los resultados muestran que en el reenganche trifásico las maniobras han introducido sobretensiones a través de la línea de transmisión, con valores superiores a 2,3625p.u. Sin embargo, la coordinación del aislamiento es inferior a 2,32p.u.; en comparación con el límite de 2,28p.u. Por último, la sobretensión ha aumentado del 160% al 258% según la distancia en la línea aérea en 500 kV, con la necesidad de descargadores de sobretensión, con el nuevo equipo la sobretensión ha disminuido del 258% al 100%.
Volume
14
Number
9
Language
English
OCDE Knowledge area
Ingeniería eléctrica, Ingeniería electrónica
Publication version
Version of Record
License condition
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Scopus EID
2-s2.0-85146483523
Source
Ain Shams Engineering Journal
ISSN of the container
20904479
Sponsor(s)
Recognition to Universidad Privada Peruano Alemana and Pontificia Universidad Católica del Perú for the knowledge contribution and support of this research.
Sources of information: Directorio de Producción Científica Universidad Privada Peruano Alemana