IPN - Neste generasjons beskyttelse av transformator - Protrafo

Dette er et InnovasjonsProsjekt i Næringslivet (IPN) støttet av Forskningsrådet.

Innhold:

1.1 Bakgrunn
1.2 Mål
1.3 Ansvarlig
1.4 Prosjektpartnere
2. Beskrivelsene av arbeidspakkene i prosjektet
3. Prosjektresultater og publiseringer
4. RENs fokus
5. Avslutning

 

1.1 Bakgrunn

Kraft og distribusjonstransformatorer er de viktigste komponentene i overføringsnettet og konsekvensene ved avbrudd er store. Innovasjonsprosjektet skal bidra til å redusere transformatorhavari gjennom å utvikle bedre metoder for overspenningsbeskyttelse av transformator. De aller fleste transformatorfeil skyldes overspenninger som påkjenner og ødelegger nødvendig isolasjonsholdfasthet i transformatoren. Metodene for å hindre at dette skjer finnes på markedet, men det er usikkert effekten og prioritering av de ulike metoder.

 

1.2 Mål

Prosjektet skal gi både tekniske og kostnadseffektive løsninger for optimal beskyttelse av distribusjon og stasjonstransformator. På sikt skal dette redusere antall feil på transformator samt skadeomfang.

Det skal utvikles nye avanserte beregningsmodeller for transformatoren som gjør det mulig å teste og optimalisere ulike praktiske løsninger for beskyttelse. Resultatene vil bli styrende for alle RENblader innen området.

 

1.3 Ansvarlig

 

1.4 Prosjektpartnere

Institusjoner/bedrifter som deltar i prosjektet: 

  • Adinet
  • Agder Energi Nett AS
  • BKK Nett AS
  • Eidsiva Energi AS
  • Gudbrandsdal Energi Nett AS
  • Hafslund Nett AS
  • Meteorologisk institutt
  • Møre Trafo AS
  • Mørenett AS
  • NTE Nett AS
  • NVE
  • REN AS
  • Royal SMIT Transformers B. V.
  • RTE France
  • SINTEF Energi AS
  • Skagerak Nett AS
  • Skjåk Energi KF
  • Stange Energi AS (t.o.m. 2018)
  • Sykkylven Energi AS
  • TrønderEnergi Nett AS
  • Tysnes Kraftlag SA
  • Vang Energi KF

 

2.  Beskrivelse av arbeidspakkene i prosjektet

Prosjektet har totalt 7 faser og arbeidspakker:

  • AP1 - Detaljert transformatormodell - år 2017-2021

    Fabrikantene gjør bruk av detaljerte viklingsmodeller for å bestemme overspenninger langs viklingene ved påtrykk av standard lynimpuls iht. IEC (hovedtransformatorer).
    Mål: Utvikle en detaljert modell for transformators-viklinger for å kunne simulere dens egenskaper med overspenninger ved påtrykte lynimpulsstrømmer
    REN-mål: Etablere kunnskap om transformatorens egenskaper ved påtrykk av impulsstrømmer.

  • AP2 - Målebasert transformatormodell - år 2018-2020

    Utvikling av metode for modellering av egenskaper på ulike typer transformatorer med hensyn på påtrykk av ulike frekvensnivåer (småsignal frekvenssveip-målinger, terminal ekvivalent)
    Mål: Utvikle en metode som kan anvendes på ulike transformator typer.
    REN-mål: Etablere kunnskap om transformatorens egenskaper ved påtrykk av impulsstrømmer.

  • AP3 - Jordingssystemer - år 2017-2020

    Jordingsanlegg modelleres ved forenklede modeller.
    Mål: Utvikling av verktøy for modellering av jordingssystemer ved påtrykk av strøm med ulike frekvenser.
    REN-mål: Dra nytte av denne erfaringer når en lager standard løsninger for bransjen

  • AP4 - Modellering - år 2017-2020

    Modellene må være tilgjengelig med vanlig benyttede simuleringsverktøy.
    Mål: Integrere de ulike modeller i ulike simuleringsverktøy.
    REN-mål: Dra nytte av denne erfaringer når en lager standard løsninger for bransjen.

  • AP5 - Overspenningsbeskyttelse - år 2018-2021
    Det er pr. idag krevende å gjennomføre overspenningsberegninger.
    Mål: Gjennomføre overspenningsanalyser med bruk av overspenningsvern for vern av hoved- og fordelingstransformatorer ved ulike nettkonfigurasjoner.
    REN-mål:

    • Vurdere optimal plassering av overspenningsvern ved beskyttelse av transformator
    • Ved forsyning av transformator fra luft via kabel skal det vurderes maksimal lengde på kabel med hensyn på overspenningsbeskyttelse
    • Vurdere hvorvidt avleder skal plasseres foran eller etter kabelstrekk
       
  • AP6 - Lynaktivitet - år 2017-2018
    Klimaendringene påvirker lynaktiviteten.
    Mål: Utvikle prognoser for fremtidig nedslagshyppighet og fordeling mellom positive og negative lyn.
     
  • AP7 - CIGRE aktiviteter - år 2017-2020
    Samarbeid med hensyn på transformators egenskapsdata beskrevet i AP1.

 

3.  Prosjektresultater og publiseringer

Status:

  • Prosjektet startet i 2017 og det har vært avholdt 2 møter.
    Prosjekter består av ulike faser, og det er svært viktig å etablere en transformator-modell som gjenspeiler de virkelige karakteristiske egenskaper.
     
  • SINTEF har også lagt ut informasjon om prosjektet

 

4. RENs fokus

1.Impulsjording

Utvikling av standard impuls jording ved følgende utfordringer:

  • Standard størrelser og utforming
  • Betydningen av jordresistivitet.
  • Avstand til første spyd.
  • Avstand mellom spyd
  • Størrelse på hull
  • Type masser i hullet
    • Elektrodemasse
    • Betong
    • Sand
    • OSV

 

2. Avledere for beskyttelse av kabel i luftforsyning

Vurdering av plassering ved ulike standard løsninger brukt i RENblader. Felles eller ulike traverser for avleder og kabel.  Avklaring av ulike restspenninger for avledere.

 

3. Lengde på kabler ved luftforsyning

Vurdering av avleder plassering ved ulike kabel lengder. Fokus/avklaringer:

  • Når bør det etableres avleder i begge ender?
  • Ved plassering i kun en kabel-ende – hvilken plassering er den mest effektive?
  • Kabellengder over 30 m og under 1000 m?
  • Har restspenning på avleder noe betydning?

 

4. Tilkobling av impulsjord

Optimalisering av montasje-tilkoblinger.

 

5. Luftkabel

Optimal beskyttelse av luftkabel - åpent og lukket anlegg.

 

6. Jording av stasjoner

  • Vurdere bruk av vertikal jording/impulsjording i stasjonsanlegg. Simulering av maskenett med og uten impulsjording og med variabel jordresistivitet.
  • Effektiv bruk av Innføringsvern.
    • Bruk av spyd og/eller ringjord
    • Bruk av 3 eller 10 m spyd
    • Hvor mange master skal ha impulsjord.
    • Optimal lengde av innføringsvern avhengig av jordresistivitet.
    • Bør tårn, avledere og transformator tilkobles jordspyd?
    • Trenger en fundamentjording når det er etablert spyd?
    • Er det nødvendig med avledere mellom transformator og 22 kV anlegg.
    • Ved stativ for avledere:
      • Betydningen av å utjevne alle stativene under avleder.
      • Betydning av at avleder og kabel er lokalisert på samme travers
      • Betydning av at spenningsførende ledning tilkobles først på avleder og ikke på kabel

 

5.  Avslutning

Prosjektet er planlagt avsluttet i løpet av 2021