fagartikkel (1

Transcription

fagartikkel (1
Våren 2010 utførte to studenter fra Høyskolen i Sør-Trøndelag en bacheloroppgave med tittelen ”Vern- og reléplan
for generator og linjer”. Vi har satt hos inn i forskjellige typer vern, både på generator og linjer.
Vi har også testet flere vernfunksjoner på en simulator av et vannkraftverk som står her på skolen , denne har blitt
laget av studenter ved tidligere hovedprosjekt Vi har også tatt for oss et småkraftverk som heter Føssa som er under
bygging nå. Der har vi prøvd å optimalisere de verninnstilinger som har blitt foreslått av konsulent.
fordi prosjektet har gått på anbud
Det er mange feilsituasjoner som og der blir oftest den med det lakan forekomme i et kraftverk. For veste budet vinner og da har man
å forhindre at disse skal gjøre noe ofte valgt en billig vern løsning for
å få kostnadene så lave som mulig
skadde er det viktig å ha gode
vern. Eksempler på feil som kan
oppstå er kortsluttning og overbe- Multifunksjoneltvern
lastning, disse feilene er det veldig I kraftverk blir det ofte benyttet et
viktig å beskytte seg for, fordi de såkalt multifunksjoneltvern, det er
kan være utgjøre en fare for men- en komponent som har flere vernnesker og dyr, de kan også skadde funksjoner innebygd i samme engeneratoren alvorlig.
heten. Det finnes flere varianter
En annen alvorlig feil kan oppstå i fra flere fabrikater av denne typen
et kraftverk er hvis turbinen ikke vern, og de kommer med forskjelblir stoppet når nettet forsvinner, lige funksjoner, etter hva man ønsker.
dette fører til rusing. Hvis kraftverket er lite og overliggende nett
forsvinner kan det føre til lav eller
høy frekvens for de som er tilkoblet i nærheten, dette kan føre til
øderlagte elektriske komponenter
hos husstandene.
Viktigheten med vern
De fleste av disse vernene inneholder nesten alle de elektriske
vernene man trenger for å beskytte
en generator.
Differensialvern
Differensialvern er et vern som
ikke blir brukt så mye som det
burde ha blitt, det er standard å
bruke i store kraftverk men ikke i
mindre der man er oftest opptatt
av å spare mest mulig penger. Dette vernet er en billig investering
for en utbygger, og det er et godt
vern for å avsløre feil i generatoren.
Differensialvern kan brukes på
kabler, transformatorer og på generatorer.
Prinsippet er at man måler differansen mellom strømmen på primær og sekundær siden, og summen av strømmen i alle tre fasene.
Dersom summen av de tre fasene
Vern er en såpass liten del av innikke er null og/eller strømmen i en
vesteringen til et kraftverk at det
fase ikke er lik på hver side kan
er dumt å spare penger på vern.
Det er mange småkraftverk som
Et multifunksjoneltvern vernet ha oppdaget jordfeil eller
kortslutning.
ikke har tilstrekkelig med vern
Det er benyttet på generatorer ved
at man plasserer målere på hver
side av generatoren. Nederst på
siden er det en figur av hvordan et
differensialvern er koblet til en
generator.
Differensialvernet kan også brukes for å verne viktige kabler mot
skader i sammenheng med kortslutning. Vernet har seks strømtrafoer som er montert på kablene
inn til generatoren, et differensialrelé og en effektbryter.
Vern problemer med GIK
GIK står for automatisk gjenninnkobling, det blir ofte brukt av
netteierne for å fjerne en forbigående linjefeil. Etter at vern og linjebryterne har gjort feilstedet
spenningsløst, gjeninnkobles
spenningen kort tid etter, med håp
om at feilen eller lysbuen er borte.
Ligger det derimot et kraftverk i
det utkoblede nettet, vil dette kunne opprettholde spenning under
utkoblingstiden, og man risikerer
at feilen ikke fjernes som ønskelig.
Dette er uheldig for nettselskapet,
men også for kraftverkseieren,
ettersom slike ut og innkoblinger
kan medføre store påkjenninger
på utstyret i kraftverket. Skulle
linjebryteren i en slik situasjon
legge inn mens kraftverket fremdeles går, vil man få en svært tøff
innfasing av generator, med fare
for skade. Imidlertid kan man
håpe at linjebryteren er sikret mot
å kunne legge inn en spenningssatt nettdel, som i tillegg
ikke er i synkronisme.
millisekunder.
Overvåkning
Vern på kraftverk er en veldig
viktig komponent for å verne oss
mennesker og omgivelsene våre.
På mindre kraftverk er viktigheten av gode vern og innstillinger
kanskje enda mer et sentralt tema
da de ofte er etterlatt til seg selv,
og har lite oppsyn. Skulle det skje
Det finnes vern som hindrer skade noe feil på et slikt lite kraftverk,
i kraftverket ved en GIK, et av
er det derfor veldig viktig at verdisse er df/dt vern. Det er et fre- nene gjør jobben sin, slik at man
kvensvern som beskytter genera- ikke ødelegger kraftstasjonen eltoren mot forandringer i frekvens. ler at menneskeliv går tapt. Større
df/dt vern er mye raskere enn or- kraftverk er ofte koblet opp mot
dinære frekvensvern, og kobler ut en sentral som konstant er overvådersom endringsgradienten over- ket 24 timer i døgnet. Skulle det
stiger innstilt verdi.
skje noe i et slikt kraftverk vil det
alltid være noen som kan koble ut
Et annet vern som beskytter for
hvis ikke vernene gjør det.
GIK er vectorjump vern, det er et
vern som måler tiden mellom
nullgjennomgangene til spenningen. Ved et nettutfall vil generatorens spenningsvektorer gjøre et
”hopp” grunnet lastendring, og
tiden mellom nullgjennomgangene til spenningen endres.
Artikkelen er skrevet av:
Dette vil vernet detektere som et
Carl Erik Borgen og Torkel
vektorskift. og det vil dermed
Lian
koble ut stasjonen etter få titalls