Search
prof. dr hab. inż. Stanisław Czapp
Employment
- Head of Department at Department of Electrical Power Engineering
- Professor at Department of Electrical Power Engineering
Publications
Filters
total: 296
Catalog Publications
Year 2020
-
Safety issues referred to induced sheath voltages in high-voltage power cables – case study
PublicationLoad currents and short-circuit currents in high-voltage power cable lines are sources of the induced voltages in the power cables’ concentric metallic sheaths. When power cables operate with single-point bonding, which is the simplest bonding arrangement, these induced voltages may introduce an electric shock hazard or may lead to damage of the cables’ outer non-metallic sheaths at the unearthed end of the power cable line. To...
-
Testing sensitivity of A-type residual current devices to earth fault currents with harmonics
PublicationIn many applications, modern current-using equipment utilizes power electronic converters to control the consumed power and to adjust the motor speed. Such equipment is used both in industrial and domestic installations. A characteristic feature of the converters is producing distorted earth fault currents, which contain a wide spectrum of harmonics, including high-order harmonics. Nowadays, protection against electric shock in...
Year 2019
-
Application of RCD and AFDD in low-voltage electrical installations for protection against fire
PublicationThe paper presents the principles of application of residual current devices (RCDs) in protection against fire. The permissible rated residual operating current of RCDs is discussed. Limitations in the operation of RCDs in this type of protection are indicated. A new type of a protective device against fire – arc fault detection device (AFDD) – is described.
-
Effect of soil moisture on current-carrying capacity of low-voltage power cables
PublicationOne of the factors affecting current-carrying capacity of underground power cables is the thermal resistivity of soil. Its value in the close proximity of the cable is the most important, and for this reason, in some cases, the local soil is replaced with an another soil type or with a cement-sand mixture. The thermal resistivity of the soil is strongly affected by moisture, and in the case of a cement-sand mixture – as tested...
-
Effect of solar radiation on current-carrying capacity of PVC-insulated power cables – the numerical point of view
PublicationPower cables are usually buried in the soil, which results in their relatively high current-carrying capacity. However, there are cases in which the starting/final section of a cable line runs along a pole of an overhead power line. Power cables can be directly exposed to solar radiation then, and this negatively influences their current-carrying capacity as well as estimated life of the cables’ insulation. An analysis of thermal...
-
Energy losses reduction in the medium voltage cable line – case study
PublicationThe paper presents an analysis of energy losses in a power cable system, which is composed of two 30 kV cable lines. This cable system is located at the seaside holiday area, so the load profile during a year is specific. Energy losses related to reactive power transmission, as well as to currents induced in the sheaths of the cables, are subject to analysis. Measurements were made in the system in order to prepare a computer model...
-
Method of earth fault loop impedance measurement without nuisance tripping of RCDs in 3-phase low-voltage circuits
PublicationVerification of electrical safety in low-voltage power systems includes the measurement of earth fault loop impedance. This measurement is performed to verify the effectiveness of protection against indirect contact. The widespread classic methods and meters use a relatively high value of the measuring current (5–20) A, so that they are a source of nuisance tripping of residual current devices (RCDs). The meters dedicated to circuits...
-
Ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach niskiego napięcia – aktualne wymagania, problemy interpretacyjne, sprawdzanie
PublicationW referacie zaprezentowano podstawowe wymagania związane z ochroną przeciwporażeniową w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia, ze szczególnym uwzględnieniem samoczynnego wyłączania zasilania. Zwrócono uwagę na problemy interpretacyjne występujące przy stosowaniu tego środka ochrony, a także omówiono zasady wykonywania prób i pomiarów według normy PN-HD 60364-6:2016-07.
-
Ochrona przed pożarem z wykorzystaniem wyłączników różnicowoprądowych i urządzeń do detekcji zwarć łukowych
PublicationPrzedstawiono zasady stosowania wyłączników różnicowoprądowych w ochronie przed pożarem i zwrócono uwagę na przypadki, w których mogą one nie działać, mimo występującego zagrożenia pożarowego. Zaprezentowano charakterystyki wyzwalania urządzeń do detekcji zwarć łukowych, które są nowym rodzajem zabezpieczeń, zalecanym do instalacji elektrycznych obiektów o zwiększonym zagrożeniu pożarowym.
-
Overheating of underground power cable line due to its partial exposition to solar radiation
PublicationCurrent-carrying capacity of underground power cable lines depends, among others, on thermal resistivity of the soil and cables layout: trefoil formation, flat formation with or without spacing. If conditions for heat transfer in the ground are favorable, the current-carrying capacity is relatively high. Therefore, it generates risk of the power cables overheating, if part of the cable line is located vertically in the air, to...
-
Remarks on the Subject of Back-Up Protection of Residual Current Devices
PublicationResidual current devices without integral overcurrent protection (RCCBs) are back-up protected by fuses or miniature circuit-breakers (MCBs). If the latter are used, special attention must be given to the coordination between an RCCB and an MCB. This paper indicates probable cases of the aforementioned devices coordination, in which back-up protection of the RCCB is not adequate. A laboratory test has shown that depending on the...
-
Selection of energy storage units by genetic algorithm for mitigating voltage deviations
PublicationIn recent years, energy storage units have become very popular. They are applied both for economic and technical purposes. Unfortunately, the cost of such devices is still high and selecting their proper location and rated power have to be performed precisely. In this paper, a Genetic-Algorithm-based optimization method for selecting the best configuration of energy storage units in the power network is proposed. The presented...
-
Time-current tripping curves of arc fault detection devices
PublicationTripping curves of arc fault detection devices, in accordance with PN-EN 62606 “General requirements for arc fault detection devices” have been presented in the paper. Consequently the most fundamental differences in arc fault detection devices tripping compared to circuit-breakers and residual current devices have been indicated.
-
Uproszczone modelowanie linii kablowych wysokiego napięcia a napięcia indukowane w żyłach powrotnych – studium przypadku
PublicationLinie kablowe, obok linii napowietrznych, są jednym z podstawowych elementów składowych systemów elektroenergetycznych. Stosowane są głównie na terenach zurbanizowanych, gdzie prowadzenie linii napowietrznych jest mocno utrudnione lub wręcz niemożliwe. Linie kablowe wysokiego napięcia budowane są głównie z wykorzystaniem kabli, które oprócz żyły roboczej mają również współosiową żyłę powrotną. Istnieje kilka układów pracy takich...
-
Verification of safety in low-voltage power systems without nuisance tripping of residual current devices
PublicationLow-voltage power systems require initial and periodical verification to check the effectiveness of protection against electric shock. As a protection in case of fault, automatic disconnection of supply is most often used. To verify such a protection measure, the earth fault loop impedance or resistance is measured. This measurement is easy to perform in circuits without residual current devices. When residual current devices are...
-
Voltage control in a power system with renewable sources of energy
PublicationIntensive development of distributed generation in power systems, caused by the European Union energy policy, gives possibility for improving safety in power delivery as well as optimizing the costs of the systems functioning. In this context, distributed generation can be used for voltage control in power systems – it can be performed by the control of reactive power of each source of energy or a group of energy sources. This...
-
Wykorzystanie logiki rozmytej do regulacji napięcia w systemie elektroenergetycznym z wybranymi odnawialnymi źródłami energii
PublicationW ostatnich latach w krajowym systemie elektroenergetycznym liczba i moc odnawialnych źródeł energii znacząco wzrosły. Źródła te można wykorzystać nie tylko do produkcji tzw. czystej energii elektrycznej, ale również do poprawy warunków napięciowych w tym systemie. W artykule przedstawiono koncepcję układu regulacji napięcia w systemie elektroenergetycznym z przyłączonymi w pewnym obszarze: farmą wiatrową, farmą fotowoltaiczną,...
-
Wyłączniki różnicowoprądowe i urządzenia do detekcji zwarć łukowych w ochronie przed pożarem
PublicationW referacie przedstawiono zasady stosowania wyłączników różnicowoprądowych w ochronie przed pożarem. Podano ich największy dopuszczalny znamionowy prąd różnicowy zadziałania w tej ochronie oraz zwrócono uwagę na przypadki, w których mogą one nie działać, mimo występującego zagrożenia pożarowego. Omówiono również urządzenia do detekcji zwarć łukowych, które są nowym rodzajem zabezpieczeń, zalecanym do instalacji elektrycznych obiektów...
-
Wymagania dotyczące ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach ładowania pojazdów elektrycznych
PublicationRozdział przedstawia problematykę bezpieczeństwa elektrycznego w instalacjach ładowania pojazdów elektrycznych. Podano wymagania najważniejszych krajowych aktów prawnych oraz najnowszych norm międzynarodowych. Omówiono środki ochrony przeciwporażeniowej oraz zasady sprawdzania takich instalacji.
-
Wymagania stawiane urządzeniom do detekcji zwarć łukowych w instalacjach niskiego napięcia
PublicationW artykule zwrócono uwagę na zagrożenie pożarem pochodzące od iskrzenia/zwarcia łukowego w instalacji niskiego napięcia. Przedstawiono podstawowe wymagania normy PN-EN 62606 obejmującej swym zakresem urządzenia do detekcji zwarć łukowych (AFDD). Urządzenia te zaczynają pojawiać się w polskich instalacjach elektrycznych, a w niektórych krajach są już obowiązkowym wyposażeniem wybranych obwodów. Omówiono również charakterystyki działania...
-
Wymagania stawiane urządzeniom do detekcji zwarć łukowych w instalacjach niskiego napięcia
PublicationW artykule zwrócono uwagę na zagrożenie pożarem pochodzące od iskrzenia bądź zwarcia łukowego w instalacji niskiego napięcia. Przedstawiono podstawowe wymagania normy PN-EN 62606, której przedmiotem są urządzenia do detekcji zwarć łukowych (AFDD). Urządzenia te zaczynają pojawiać się w polskich instalacjach elektrycznych, a w niektórych krajach są już obowiązkowym wyposażeniem określonych obwodów i/lub obiektów. Omówiono charakterystyki...
Year 2018
-
A method of earth fault loop impedance measurement without unwanted tripping of RCDs
PublicationIn low-voltage networks, earth fault loop impedance (EFLI) measurement is the basis for assessing the effectiveness of automatic disconnection of supply. Such a measurement is performed during initial and periodical verification, especially in a TN low-voltage network. Nowadays, due to widespread application of residual current devices (RCDs), such test is difficult in many circuits because RCDs operate during the test. In this...
-
Ampacity of power cables exposed to solar radiation – recommendations of standards vs. CFD simulations
PublicationThe aim of the paper is to evaluate the ampacity of a low-voltage single power cable according to: 1) recommendations of the standard IEC 60287, 2) a Computational Fluid Dynamics method, implemented in Ansys software; and comparison of the results obtained for these two cases. Moreover, limitations of recommendations of the above mentioned standard are indicated.
-
Electric shock hazard in circuits with variable-speed drives
PublicationThe conventional approach to electrical safety under fault condition in typical power systems considers earth fault currents of sinusoidal waveform and frequency of 50/60 Hz. However, in circuits with variable-speed drives, there is earth fault current flow with harmonics, and these harmonics influence the threshold of ventricular fibrillation. The paper presents earth fault current waveforms in circuits with variable-speed drives...
-
Evaluation of bearing and journal damage in MAN 9L40-54 engines installed on M/V STENA SCANDINAVICA ferry
PublicationThe following report was requested by Remontowa Shiprepair Yard (RSY) S.A. in Gdansk ´ (contract no. 4/2018/EX/U, dated 13.02.2018) and prepared based on the materials received from RSY, two on-board inspections and the participation of the contractors in three conferences with RSY representativesi. The goal of the analysis performed by the experts of Gdansk University of Technology was ´ to determine the character of the bearing...
-
Expert opinion on the effectiveness of protection against electric shock in case of fault in an installation for electric vehicles charging
PublicationThe opinion concerns the use of residual current devices for protection against electric shock by automatic disconnection of supply in a Norwegian installation intended for charging of electric vehicles.
-
Improving voltage levels in low-voltage networks with distributed generation – case study
PublicationThe use of distributed generation in low-voltage networks may cause the voltage variation in them, within the wide range. In unfavourable circumstances, the voltage may reach unacceptable values. The paper presents the effect of distributed generation on voltage levels in a selected low-voltage rural distribution network in Poland. An analysis of possible methods for improving voltage levels in this network is conducted. The most...
-
Kontrola stanu instalacji elektrycznych niskiego napięcia – przegląd postanowień normy PN-HD 60364-6:2016-07 w zakresie prób i pomiarów
PublicationW referacie zaprezentowano zasady wykonywania prób i pomiarów w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia. Dokonano przeglądu postanowień normy PN-HD 60364-6:2016-07, dotyczącej sprawdzania instalacji, i ich porównania z postanowieniami zawartymi w normie PN-HD 60364-6:2008.
-
Kryteria doboru przewodu uziemiającego ograniczników przepięć w stacjach elektroenergetycznych WN
PublicationW artykule przedstawiono najważniejsze kryteria doboru przewodu uziemiającego ograniczników przepięć w stacjach elektroenergetycznych o napięciu 110 kV i wyższym. Rozważono narażenia cieplne przewodu uziemiającego i ich wpływ na dobór jego przekroju. Omówiono zasady izolowania tego przewodu, aby zapewnić poprawną rejestrację liczby zadziałań ogranicznika.
-
Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach przytorowych niskiego napięcia zelektryfikowanych linii kolejowych
PublicationW artykule przedstawiono zasady ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach urządzeń pomocniczych niskiego napięcia, obsługujących zelektryfikowany szlak kolejowy. Ze względu na oddziaływanie sieci trakcyjnej DC 3 kV (zagrożenie porażeniem, prądami błądzącymi), szczególnej uwagi wymaga wybór układu sieci niskiego napięcia i środków ochrony przeciwporażeniowej, a także konfiguracja instalacji uziemiających. Rozważono system trakcji...
-
Pomiar impedancji pętli zwarciowej w obwodach chronionych wyłącznikami różnicowoprądowymi i w obwodach zasilanych z UPS
PublicationPrzedstawiono zasadę pomiaru impedancji pętli zwarciowej w instalacjach niskiego napięcia oraz omówiono jego specyfikę w obwodach chronionych wyłącznikami różnicowoprądowymi. Zaprezentowano specjalne metody pomiarowe, przeznaczone do obwodów z tymi wyłącznikami. Omówiono również problemy związane z wykonywaniem pomiaru impedancji pętli zwarciowej w obwodach zasilanych z UPS typu VFI.
-
Pomiar impedancji pętli zwarciowej w obwodach z wyłącznikami różnicowoprądowymi i w obwodach zasilanych z UPS
PublicationW referacie przedstawiono teoretyczne podstawy pomiaru impedancji pętli zwarciowej oraz główne czynniki wpływające na jego dokładność. Omówiono pomiar impedancji pętli zwarciowej w obwodach chronionych wyłącznikami różnicowoprądowymi i zwrócono uwagę na problem zbędnego ich wyzwalania podczas tego pomiaru. Zaprezentowano specjalne metody pomiarowe, przeznaczone do obwodów z wyłącznikami różnicowoprądowymi. Przedstawiono również...
-
Sprawdzanie instalacji niskiego napięcia – przegląd postanowień normy PN-HD 60364-6:2016
PublicationPrzedstawiono zasady wykonywania prób i pomiarów w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia. Dokonano przeglądu postanowień normy PN-HD 60364-6:2016-07, dotyczącej sprawdzania instalacji, i zwrócono uwagę na zmiany przez nią wprowadzone.
Year 2017
-
Analiza napięć indukowanych i strat mocy w kablach elektroenergetycznych wysokiego napięcia dla wybranych sposobów uziemienia żył powrotnych
PublicationDostarczanie mocy do centrów miast coraz częściej odbywa się z wykorzystaniem linii kablowych o napięciu 110 kV. To dogodny sposób zasilania, a praktycznie jedyny możliwy w przypadku gęstej zabudowy miejskiej. Kable wysokiego napięcia zawierają współosiową żyłę powrotną, w której podczas normalnej pracy oraz w stanach zakłóceniowych (podczas zwarć) mogą indukować się znaczne napięcia względem ziemi, co zagraża porażeniem i/lub...
-
Analiza napięć indukowanych w żyłach powrotnych kabli wysokiego napięcia dla ich wybranych konfiguracji
PublicationW żyłach powrotnych kabli wysokiego napięcia mogą indukować się znaczne napięcia względem ziemi przy przepływie prądów roboczych oraz prądów zwarciowych, co zagraża porażeniem i/lub uszkodzeniem zewnętrznej powłoki kabla. Wartości tych napięć zależą od sposobu ułożenia i długości kabli, sposobu uziemienia ich żył powrotnych, wartości prądu w żyłach roboczych, a także transpozycji żył roboczych i powrotnych. W artykule przedstawiono...
-
Analiza napięć indukowanych w żyłach powrotnych kabli wysokiego napięcia w wybranych konfiguracjach ich ułożenia
PublicationW żyłach powrotnych kabli wysokiego napięcia mogą indukować się znaczne napięcia względem ziemi przy przepływie prądów roboczych oraz prądów zwarciowych, co zagraża porażeniem i/lub uszkodzeniem zewnętrznej powłoki kabla. Wartości tych napięć zależą od sposobu ułożenia i długości kabli, sposobu uziemienia ich żył powrotnych, wartości prądu w żyłach roboczych, a także transpozycji żył roboczych i powrotnych. W artykule przedstawiono...
-
Analysis of Induced Voltages and Power Losses in High Voltage Power Cables for Selected Methods of Cables Sheaths Bonding
PublicationPower is increasingly supplied to city centres with 110 kV cable lines. This is a convenient way to supply power, and practically the only one possible in areas of dense urban development. A high-voltage cable contains a coaxial metallic sheath, in which in normal operation and in fault conditions (during short-circuits) significant line-to-earth voltages can be induced, which threatens electric shock and/or damage to the cable’s...
-
Badanie działania wyłączników różnicowoprądowych przy częstotliwościach prądu różnicowego mniejszych niż 50 Hz
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań działania wyłączników różnicowoprądowych przy częstotliwościach prądu różnicowego mniejszych niż 50 Hz. Badania wykazały, że próg zadziania wyłączników różnicowoprądowych może silnie wzrastać wraz z obniżaniem częstotliwości.
-
Bezpieczeństwo elektryczne przy urządzeniach przytorowych niskiego napięcia zelektryfikowanych linii kolejowych
PublicationW referacie przedstawiono zasady zasilania urządzeń pomocniczych niskiego napięcia, obsługujących zelektryfikowany szlak kolejowy. Ze względu na oddziaływanie sieci trakcyjnej DC 3 kV (zagrożenie porażeniem, prądami błądzącymi), szczególnej uwagi wymaga wybór układu sieci nn i środków ochrony przeciwporażeniowej, a także konfiguracja instalacji uziemiających. Za podstawę przyjęto system trakcji o grupowym uszynieniu otwartym, które...
-
CFD-based evaluation of current-carrying capacity of power cables installed in free air
PublicationEvaluation of current-carrying capacity of power cables and selection of cross-sectional area of their conductors are mainly performed in accordance with requirements of EN, IEC or IEEE standards. However, these standards do not provide all methods of cables installation and location which occur in practice. Thus, in some cases, performance of advanced modeling of various thermal phenomena, affecting power cables current-carrying...
-
Harmonics produced by traction substations – computer modelling and experimental verification
PublicationVoltage and current harmonics have a detrimental effect on the components of a power system. Current harmonics may result in the overload and damage to power transformers. Voltage harmonics may result in, for example, damage to capacitor banks used to compensate reactive power. Devices which contribute to both current and voltage distortion include traction rectifiers. This paper presents results of the computer investigation of...
-
Impact of R/X ratio of distribution network on selection and control of energy storage units
PublicationThe interest in energy storage is still increasing. Energy storage units are installed in high voltage networks, medium voltage networks and low voltage distribution networks as well. These units are often used to improve power quality. One of the criteria for improving power quality is reducing voltage deviations. Depending on the type of network and specifying its R/X ratio, this criterion can be fulfilled by control of active...
-
Improving sensitivity of residual current transformers to high frequency earth fault currents
PublicationFor protection against electric shock in low voltage systems residual current devices are commonly used. However, their proper operation can be interfered when high frequency earth fault current occurs. Serious hazard of electrocution exists then. In order to detect such a current, it is necessary to modify parameters of residual current devices, especially the operating point of their current transformer. The authors proposed...
-
Kryteria doboru przewodu uziemiającego ograniczników przepięć w stacjach elektroenergetycznych WN
PublicationW artykule przedstawiono najważniejsze kryteria doboru przewodu uziemiającego ograniczników przepięć w stacjach elektroenergetycznych o napięciu 110 kV i wyższym. Rozważono narażenia cieplne przewodu uziemiającego i ich wpływ na dobór jego przekroju. Omówiono zasady izolowania tego przewodu, aby zapewnić poprawną rejestrację liczby zadziałań ogranicznika.
-
LabVIEW-based intelligent system of protection against electric shock for photovoltaic installations
PublicationEvaluation of shock hazard in installations with photovoltaic sources of energy is more complicated than in a conventional low voltage system. In case of earth fault in photovoltaic generators, that are connected to the AC power public grid, a composite waveform of earth fault current in the installation may occur. For composite waveforms, the safety criteria should be modified. The paper considers the effect of the composite waveforms...
-
Low-frequency tripping characteristics of residual current devices
PublicationFast development of various types of converters makes their utilization in industry and in domestic installations very common. Due to converters, an earth fault current waveform in modern circuits can be distorted or its frequency can be different than 50/60 Hz. Frequency of earth fault (residual) current influences tripping of residual current devices which are widely used in low voltage systems. This paper presents the behaviour...
-
Magnetic and capacitive couplings influence on power losses in double circuit high voltage overhead transmission line
PublicationPurpose – The paper aims to discuss problems of power and energy losses in a double-circuit overhead transmission line. It was observed from energymeters’ readings, that in such a line, active power losses can be measured as “negative”. The “negative” active power losses appear when the active power injected to the circuit is lower than the active power received at the circuit end. The purpose of this paper is to explain this phenomenon. Theoretical...
-
Neutral earthing reactor protection
PublicationThe IEEE and CIGRE recommend protection systems for high voltage shunt reactors. Unfortunately the recommendations do not include guidelines for the protection of neutral earthing reactors, which are often connected to shunt reactors to increase the effectiveness of single pole auto-reclosing. The paper discusses earthing reactor protection issues with particular emphasis on the detection of internal faults. An analysis carried...
-
Pomiar impedancji pętli zwarciowej w obwodach z RCD i w obwodach zasilanych z UPS
PublicationPrzedstawiono główne czynniki wpływające na dokładność pomiaru impedancji pętli zwarciowej w instalacjach niskiego napięcia. Omówiono problemy zbędnego wyzwalania wyłączników różnicowoprądowych podczas tego pomiaru, a także zwrócono uwagę na jego specyfikę w obwodach zasilanych z UPS.
-
Problemy doboru przewodu uziemiającego ograniczników przepięć w stacjach elektroenergetycznych wysokiego napięcia
PublicationW referacie przedstawiono wybrane kryteria doboru przewodu uziemiającego ograniczników przepięć w stacjach elektroenergetycznych wysokiego napięcia. Przeanalizowano narażenia cieplne przewodu uziemiającego i ich wpływ na dobór jego przekroju. Zwrócono uwagę na konieczność stosowania odpowiedniej izolacji przewodu, aby poprawnie rejestrować zadziałania ogranicznika.
seen 9853 times