Prov av PD kontroll i nätmodell

I den sista fasen L3 nås målet 1 % efter 7 sekunder vilket Figur 36 visar. Hela sekvensen har dock precis som tidigare längre tid eftersom målet även här var ställt till 0,25V.

Figur 36 - Kalibreringsprov i station Killinchy av fas L3 vid 100 %. Visning av fasspänningar med amplitud.

3.4.3 Prov av PD kontroll i nätmodell

Provning av PD kontroll genomfördes delvis i nätmodellen. Nätmodellen ger ingen möjlighet att prova om PD kan tändas eller släckas utan ger endast möjligheten att prova själva potentialstyrningen. Att genomföra ett fullskaligt prov var tyvärr inte möjligt inom ramen för detta arbete.

Provningen genomfördes en fas i taget och utan att någon PD aktivitet upptäckts styrdes spänningen först upp och sedan ner. Den första bilden Figur 37 visar systemet i utgångsläge. Sedan visas en fas i taget och då först när spänningen i den aktuella fasen höjs och sedan sänks. Inställningen är hela tiden 100 % vid höjning och 40 % vid sänkning. Dessa inställningar kan ändras under tiden för provet och på så sätt kan användaren frångå de ursprungliga inställningarna om så krävs eller önskas. Spänningen regleras då automatiskt till den nya nivån.

33

Figur 37 - NMTerm fönster för PD kontroll

I Figur 38 är fas L1 styrd till 100 % eller 110V som är märkspänning på sekundärsidan av mättransformatorn. Faserna L2 och L3 har samtidigt sänkts till 52,5 respektive 52,6 %.

34

Nästa steg är att prova släckning vilket görs genom att sänka spänningen i fas L1. I Figur 39 har spänningen i L1 sänkts till 40 % och faserna L2 och L3 har samtidigt höjts till 68,7 respektive 68,6 %.

Figur 39 - NMTerm fönster för PD kontroll (släckning L1)

I Figur 40 kan vi se samma sak som innan men nu har spänningen i fas L2 höjts. När bilden togs var spänningen exakt 100,0 %. Precis som innan går det att se att spänningarna L1 och L3 har minskat och i detta fall till 51,2 respektive 51,0 %.

35

I Figur 41 ser vi sänkningen av fasspänningen L2 till 40 %. Precis som innan höjs spänningarna L1 och L3 till 69,0 %.

Figur 41 - NMTerm fönster för PD kontroll (släckning fas L2)

Till slut så upprepas samma procedur för L3, se Figur 42, och spänningen höjs till 100 %. Som kan ses minskas spänningarna L1 och L2 till 51,4 respektive 52,0 %.

36

I den sista bilden Figur 43, visas sänkningen i fas L3 till 40 %.

37

4 Diskussion

Resultaten som erhölls vid provningen uppfyllde, om än inte perfekt, de krav som ställts på regleralgoritmen. Lösningen som valdes var så enkelt som möjlig vilket ger gott om utrymme för förbättringar i framtiden. En fördel med en enkel lösning är självklart att den är enklare att prova och att mindre fel kan uppstå. Den främsta nackdelen såg först ut att vara att en implementering i Windows skulle betyda att reglercykeln blev 1 sekund. Det upptäckes under arbetets gång att detta kunde ändras relativt enkelt och tiden kunde minskas ända ner till 100 ms. Detta krävde dock att programvaran kompilerades om och laddas på nytt till reglersystemet. En nackdel som finns kvar är att kommunikationen mellan NMTerm och reglersystemet går över en Ethernet förbindelse. Den inte är avsedd för realtidsapplikationer. I praktiken borde dock detta vara ett litet problem då det ofta är ett lokalt nätverk, med begränsad eller ingen annan trafik, som använts vid idrifttagning av systemet.

På sikt bör därför algoritmen implementeras direkt i reglersystemet då detta tillåter ett snabbare och säkrare system. Detta på grund av att kommunikationen mellan NMTerm och reglersystemet då endast kommer behöva användas för att starta och kontrollera resultatet av kalibreringen. Som en interimslösning duger dock den nuvarande lösningen och en stor fördel är att den kan användas utan uppgradering av firmware i reglersystemet.

38

5 Slutsatser

En anläggning som utrustas med en RCC Ground Fault Neutralizer får inte bara nya möjligheter att hantera jordfel efter att de inträffar utan kan även, i kombination med teknik som tillåter PD mätning online, ges möjligheten att upptäcka och fördröja begynnande isolationsdefekter. Denna kombination kan potentiellt betyda att fler fel i högre utsträckning än idag kan hanteras avbrottsfritt eller med minsta möjliga tid vid avbrott.

I detta arbete har potentialstyrningen i felfritt tillstånd vidareutvecklats med två mål. Det första var att förenkla och snabba upp den kalibrering som krävs vid idrifttagningen av ett nytt system. Det andra var att skapa en förenklad potentialstyrning vid PD mätning online. Lösningen som valdes var att implementera styr och regleralgoritmen i en programvara som används vid fjärrstyrning och övervakning av systemet. Fördelen med detta var framförallt att även äldre system kunde ges möjligheten att dra nytta av de nya funktionerna. Detta utan att uppgradering av mjukvara i dem skulle krävas. Lösningen blev enklast möjlig men det visade sig att detta var tillräcklig för att uppfylla målen som ställts upp vid projektstarten.

I framtiden, om metoden med kombinationen av potentialstyrning och PD mätning, visar sig vara framgångsrik, kommer det säkert vara intressant att vidareutveckla detta koncept. En intressant vidareutveckling är att helt automatisera potentialstyrningen och mätningen av PD och på så sätt kunna hantera fel direkt när de upptäckts utan ingrepp från någon operatör.

39

6 Referenser

6.1 Böcker

Lehtonen, M., & Hakola, T. (1996). Neutral Earthing and Power System Protection. Vaasa: ABB Transmit Oy.

Schmidtbauer, B. (1996). Analog och digital reglerteknik. Lund: Studentlitteratur. Willheim, R., & Waters, M. (1956). Neutral Grounding in High-Voltage Transmission. New York: Elsevier Publishing Company.

6.2 Rapporter

Edwards, K., & Simpkin, R. (2009). Resonant Earthing – A Paradigm Shift for Australia. Jemena.

Lindgren, S., Barrestål, E., Göransson, O., Magnusson, Å., Bohjort, M., & Johansson, C. (1994). Nätstruktur för landsbygden - Jordkabel 12 och 24 kV. Stockholm: Svenska Elverksföringen.

Löfgren, K. (2004). Landsbygdens eldistribution – en livsviktig infrastruktur. Stockholm: Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien, IVA.

Mackinlay, R., & Seltzer-Grant, M. (2007). In-service, On-line partial discharge testing of

30kV cables and switchgear. Manchester: IPEC High Voltage Ltd.

Mackinlay, R., & Seltzer-Grant, M. (2007). On-Line partial discharge testing of MV cables

and insulated overhead lines (BLX) with varying voltage using the Swedish Neutral RCC Ground Fault Neutraliser. Manchester: IPEC.

Renforth, L., Mackinlay, R., Shuttleworth, R., & Selyzer-Grant, M. (2008). On-line

Partial Discharge (PD) Spot Testing and Monitoring of High Voltage Cable Sealing Ends.

Paris: Cigré.

Srb, J. (2008). Ground fault current in compensated MV grids. Brno: The Faculty of Electrical Engineering and Communication Brno University of Technology. Winter, K., & Winter, K. (2007). On-line partial discharge measurement and control. Vienna: CIRED.

Winter, K. (1993). Swedish Distribution Networks A new methode for earthfault protection

in cable- and overhead systems. IEE.

Winter, K. (2006). The RCC Ground Fault Neutralizer. Melbourne Australia: Aupec.

6.3 Offentligt tryck

Elsäkerhetsverket. (2008). ELSÄK-FS 2008:1. Stockholm: Elsäkerhetsverket. Ericsson Network Technologies AB. (2006). Universalkabelhandboken. Falun, Sverige: Ericsson Network Technologies AB.

Svensk Energi AB. (2007). ESA Grund.

6.4 Handböcker

Swedish Neutral AB. (2009). The RCC Ground Fault Neutralizer Basic Theory. Kungsängen.

Swedish Neutral AB. (2009). Neutral Manager handbok. Kungsängen. Swedish Neutral AB. (2007). RefuDrive 500 RD52. Kungsängen. VAMP Ltd. (2010) VAMP 257 Feeder and Motor Manager. Vaasa.

40