Schwalt, L. (2016). Analysis of lightning caused outages of APG operated high voltage transmission lines [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/78278
E370 - Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
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Date (published):
2016
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Number of Pages:
91
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Keywords:
Blitz; Blitzschutz; Hochspannungsleitungen
de
Lightning; Protection; Transmission Line
en
Abstract:
Blitzschläge gehören zu den häufigsten Störursachen beim Betrieb von Hochspannungsleitungen. Obwohl Schutzsysteme, wie Erdseile, installiert sind, kommt es dennoch zu Ausfällen von Hochspannungsleitungen durch Blitzschläge. Die zunehmende Genauigkeit des Ortungssystems Austrian Lightning Detection and Information System (ALDIS) macht es nun möglich die detektierten Blitzeinschlagpunkte entlang von Hochspannungsleitungen mit den Aufzeichnungen der digitalen Distanzschutzgeräte der Austrian Power Grid (APG) zu vergleichen. In dieser Arbeit wird eine Korrelation der detektierten Blitzeinschlagpunkte und der, durch ein digitales Distanzschutzgerät berechneten Distanz vom Umspannwerk durchgeführt. Im weiteren Verlauf wird das installierte Blitzschutzsystem der APG Hochspannungsleitungen untersucht. Durch die Verfügbarkeit von digitalen Störschreiberdaten können Auswirkungen von Blitzen auf Hochspannungsleitungen untersucht werden. Da sich ein Blitz aus mehreren Teilblitzen zusammensetzen kann, werden die digitalen Störschreiberdaten auch auf Auswirkungen von Teil- bzw. Folgeblitzen untersucht. Im Zuge dessen wird auch analysiert, ob in jedem Fall der Erstblitz die Störung verursacht, oder ob diese auch durch einen Folgeblitz ausgelöst werden kann. Um die Genauigkeit der Berechnung der digitalen Distanzschutzgeräte zu untersuchen, wird diese zusammen mit den ALDIS Ortungsdaten in Google Earth dargestellt. Um festzustellen an welcher Position die ausgefallene/n Phase/n im Bereich der Störung am Mast/en montiert war und um welche Fehlerart es sich gehandelt hat, wird das Verdrill- Schema der Leitung analysiert. Aufgrund dieser Analyse kann festgehalten werden, dass die Abweichungen zwischen den ALDIS Blitzortungspunkten und den Distanzberechnungen der APG Schutzgeräte weniger abweichen als erwartet. Die Störfallaufzeichnungen von digitalen Distanzschutzgeräten können zur Analyse der Auswirkungen von Blitzschlägen auf Hochspannungsleitungen nur begrenzt verwendet werden. Die möglichen Ursachen der aufgetretenen Probleme, sowie die Anforderungen für zukünftige Untersuchungen werden am Ende dieser Arbeit genannt.
de
Lightning strikes are one of the most frequent causes of faults during the operation of high voltage lines. Even if shielding systems like overhead ground wires are installed lightning strikes cause outages of transmission lines. Due to the increasing accuracy of the detection system of the Austrian Lightning Detection and Information System (ALDIS) it is now possible to correlate the detected strike point along a transmission line of the grid of the Austrian transmission system operator Austrian Power Grid (APG) with their recorded data of distance protection relay. In this thesis, a correlation of the detected strike points with the calculated distance of the distance protection relay is made. As a second point the installed shielding protection model of the transmission lines of APG is analysed. Due to the availability of digital fault records of APG these files are investigated on influences of direct lightning strikes on transmission lines. Due to the fact that a flash consists of more than one stroke, the digital fault recorder data are also analysed for stroke correlated signals caused by a lightning flash to the transmission line. At the same time, it is examined if the first stroke of the flash always causes the outage. To show the quality of the calculation of the distance protection relay, the data of the detected strike points of ALDIS and APG are visualized in Google Earth. After the detection of the location of the fault, an analysis of the transposing scheme of the involved transmission line is done to provide information on the position of the effected phase conductors. Moreover, the type of the fault is determined. As a conclusion it can be said that the difference between the ALDIS detection and the APG calculation is smaller than expected. Furthermore, it is shown that the available digital fault recorder data cannot be used as basis for an analysis of the influences of a lightning strike on a transmission line. The problems causing this fact and necessary requirements for future analysis are described at the end of this thesis.
en
Additional information:
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zusammenfassung in deutscher Sprache