Advanced

Programvara för inställning av transformatordifferentialskydd

Johannesson, Niclas (2010) In CODEN:LUTEDX/TEIE EIE920 20101
Industrial Electrical Engineering and Automation
Abstract (Swedish)
Differentialskydd används ofta i elkraftsystem för att skydda objekt med mindre geografisk utsträckning som t.ex. samlingsskenor och transformatorer.
När en transformator drabbas av fel kan det ökade gastrycket inuti tanken leda till brand och i värsta fall också en explosion om transformatorn inte frånkopplas. För att skydda större transformatorer används ofta transformatordifferentialskydd eftersom de erbjuder hundraprocentig selektivitet och därmed kan frånkoppla momentant om ett fel upptäcks.
Differentialskydd för transformatorer måste innehålla funktioner för att blockera frånkoppling vid vissa scenarion som orsakar ”falska” differentialströmmar utan att ett fel har inträffat. Ett exempel är inrusningsströmmen som uppstår när en... (More)
Differentialskydd används ofta i elkraftsystem för att skydda objekt med mindre geografisk utsträckning som t.ex. samlingsskenor och transformatorer.
När en transformator drabbas av fel kan det ökade gastrycket inuti tanken leda till brand och i värsta fall också en explosion om transformatorn inte frånkopplas. För att skydda större transformatorer används ofta transformatordifferentialskydd eftersom de erbjuder hundraprocentig selektivitet och därmed kan frånkoppla momentant om ett fel upptäcks.
Differentialskydd för transformatorer måste innehålla funktioner för att blockera frånkoppling vid vissa scenarion som orsakar ”falska” differentialströmmar utan att ett fel har inträffat. Ett exempel är inrusningsströmmen som uppstår när en transformator spänningssätts. Inrusningsströmmen är ett transient fenomen och avtar med tiden. Eftersom strömmen innehåller övertoner kan övertonsstabilisering användas för att blockera frånkoppling.
Falsk differentialström uppstår även då transformatorn är utrustad med
lindningskopplare och denna inte befinner sig i mittläge. Differentialströmmen som uppstår är beroende av lindningskopplarens läge samt proportionell mot storleken av den genomgående strömmen. Transformatordifferentialskydd har därför en stabiliserande funktion som tillåter större differentialströmmar när transformatorn är högt belastad. Den stabiliserande funktionen förhindrar även frånkoppling då strömtransformatorerna blir mättade vid stora genomgående strömmar som kan orsakas av t.ex. ett externt fel i närheten av transformatorn.
Elektromekaniska transformatordifferentialskydd förlitar sig på analog kompensering av nollföljdseliminering samt felanpassning av strömtransformatorer. Eftersom denna kompensering inte kan antas vara speciellt noggrann måste känslighet offras för att inte riskera onödiga frånkopplingar. I moderna transformatordifferntialskydd används istället en mikroprocessor för att numeriskt utföra all kompensering i beräkningsalgoritmer. Detta medför en mer exakt funktion vilket ger möjligheten för känsligare inställningar utan att
minska pålitligheten.
För att underlätta reläskyddsingenjörens inställningsarbete har en programvara
utvecklas för att åskådliggöra den förväntade differentialströmmen orsakad av
lindningskopplare och eventuellt lastuttag i skyddszonen. Programmet är utvecklat för att hantera olika transformatordifferentialskydd från ABB, Areva och Siemens. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Johannesson, Niclas
supervisor
organization
course
EIE920 20101
year
type
H3 - Professional qualifications (4 Years - )
subject
publication/series
CODEN:LUTEDX/TEIE
report number
5276
language
Swedish
id
3409664
date added to LUP
2013-05-22 07:19:37
date last changed
2014-09-04 08:30:00
@misc{3409664,
  abstract     = {Differentialskydd används ofta i elkraftsystem för att skydda objekt med mindre geografisk utsträckning som t.ex. samlingsskenor och transformatorer.
När en transformator drabbas av fel kan det ökade gastrycket inuti tanken leda till brand och i värsta fall också en explosion om transformatorn inte frånkopplas. För att skydda större transformatorer används ofta transformatordifferentialskydd eftersom de erbjuder hundraprocentig selektivitet och därmed kan frånkoppla momentant om ett fel upptäcks.
Differentialskydd för transformatorer måste innehålla funktioner för att blockera frånkoppling vid vissa scenarion som orsakar ”falska” differentialströmmar utan att ett fel har inträffat. Ett exempel är inrusningsströmmen som uppstår när en transformator spänningssätts. Inrusningsströmmen är ett transient fenomen och avtar med tiden. Eftersom strömmen innehåller övertoner kan övertonsstabilisering användas för att blockera frånkoppling.
Falsk differentialström uppstår även då transformatorn är utrustad med
lindningskopplare och denna inte befinner sig i mittläge. Differentialströmmen som uppstår är beroende av lindningskopplarens läge samt proportionell mot storleken av den genomgående strömmen. Transformatordifferentialskydd har därför en stabiliserande funktion som tillåter större differentialströmmar när transformatorn är högt belastad. Den stabiliserande funktionen förhindrar även frånkoppling då strömtransformatorerna blir mättade vid stora genomgående strömmar som kan orsakas av t.ex. ett externt fel i närheten av transformatorn.
Elektromekaniska transformatordifferentialskydd förlitar sig på analog kompensering av nollföljdseliminering samt felanpassning av strömtransformatorer. Eftersom denna kompensering inte kan antas vara speciellt noggrann måste känslighet offras för att inte riskera onödiga frånkopplingar. I moderna transformatordifferntialskydd används istället en mikroprocessor för att numeriskt utföra all kompensering i beräkningsalgoritmer. Detta medför en mer exakt funktion vilket ger möjligheten för känsligare inställningar utan att
minska pålitligheten.
För att underlätta reläskyddsingenjörens inställningsarbete har en programvara
utvecklas för att åskådliggöra den förväntade differentialströmmen orsakad av
lindningskopplare och eventuellt lastuttag i skyddszonen. Programmet är utvecklat för att hantera olika transformatordifferentialskydd från ABB, Areva och Siemens.},
  author       = {Johannesson, Niclas},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {CODEN:LUTEDX/TEIE},
  title        = {Programvara för inställning av transformatordifferentialskydd},
  year         = {2010},
}