Overvoltages in MV Industrial Grid under Ground Faults

Abstract

Електричні розподільні мережі середньої напруги здебільшого працюють із незаземленими нейтральними точками трансформаторів. Філософія цих електричних мереж основана на припущенні, що вони є більш надійними, ніж мережі з заземленою нейтраллю. Однак перехідні струми однофазних або багатократних замикань на землю, які в основному залежать від ємності фаз на землю використовуваних кабелів, що підключені до шин підстанцій електромережі, часто мають переривчастий характер унаслідок виникнення дуги. Більше того, такий тип дугового замикання на землю в незаземленій системі спричиняє значно вищі від номінальних перехідні перенапруги. Як наслідок, це може бути небезпечним для електричних пристроїв, підключених до цієї енергосистеми. Стаття присвячена перехідним перенапругам на електроприводах з регульованою швидкістю, які виникають унаслідок замикань на землю в промисловій мережі. Для моделювання перехідних процесів у системі під час переривистих замикань використовувалося програмне забезпечення Matlab/Simulink.Medium voltage distribution power grids mostly operate with ungrounded neutral points of transformers. The philosophy of these electrical grids is based on the assumption that they are more reliable than grids with grounded neutral. However, transient currents during single phase or multiple faults to ground, depending mostly on the phase to ground capacitances of the used cables connected to power grid substation buses, frequently have intermittent nature due to arising arc. Moreover, this kind of arc ground fault on the ungrounded system causes transient overvoltages significantly higher than the nominal value. In the consequence, it may be dangerous for the electrical devices connected to the power system. The article focuses on the transient overvoltages on the adjustable speed drives due to ground faults within the industrial grid. The Matlab/Simulink Software was used for modeling system transients during intermittent faults