Analogisen verkkomallin suunnittelu
Kronman, Emil (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202204185309
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202204185309
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aiheena oli suunnitella fyysinen verkkomalli, joka simuloi oikeaa sähköverkkoa. Verkkomallin tarkoituksena on toimia testilaitteistona suojarelekehitykselle.
Työhön liittyi tutkimusta muun muassa sähköverkon tyypillisimmistä vioista, verkon rakenteesta sekä johtojen mallintamisesta sijaiskytkennöin. Työssä tutustuttiin tarkemmin symmetristen komponenttien käsittelyyn johtomallien mallinnuksessa. Lisäksi työn yhtenä osana oli ottaa huomioon rakennettavan testilaitteiston turvallisuus ja sähköinen kesto vikatilanteita muodostettaessa.
Tutkimuksen tuloksena löydettiin oikeat sijaiskytkennät sekä kaapelille että suurjännitejohdolle. Nämä asiat varmistettiin käyttämällä simulointiohjelmaa, johon luotiin verkkomallia vastaava kytkentä. Työ osoittaa, että oikeaa sähköverkkoa on mahdollista mallintaa tavallisia sähköteknisiä komponentteja käyttäen. The objective of this thesis was to design a network simulator that simulates an authentic power grid using analog components. The simulator was designed for the purpose of protection relay development and testing.
The study of the thesis focused on different fault types and electrical parameters of power transmission and distribution lines as well as on how to create equivalent circuits of these conditions. The modeling of overhead lines and cables was done using symmetrical components that played a crucial part in the study. The electrical safety of the simulator as well as the ratings of the components also had to be taken into consideration.
Finally the equivalent circuits of the lines were tested and simulated with a simulation software, PSCAD, to validate the design and calculations. This thesis shows that a network simulator based on analog components simulates a real network with sufficient accuracy for relay testing purposes.
Työhön liittyi tutkimusta muun muassa sähköverkon tyypillisimmistä vioista, verkon rakenteesta sekä johtojen mallintamisesta sijaiskytkennöin. Työssä tutustuttiin tarkemmin symmetristen komponenttien käsittelyyn johtomallien mallinnuksessa. Lisäksi työn yhtenä osana oli ottaa huomioon rakennettavan testilaitteiston turvallisuus ja sähköinen kesto vikatilanteita muodostettaessa.
Tutkimuksen tuloksena löydettiin oikeat sijaiskytkennät sekä kaapelille että suurjännitejohdolle. Nämä asiat varmistettiin käyttämällä simulointiohjelmaa, johon luotiin verkkomallia vastaava kytkentä. Työ osoittaa, että oikeaa sähköverkkoa on mahdollista mallintaa tavallisia sähköteknisiä komponentteja käyttäen.
The study of the thesis focused on different fault types and electrical parameters of power transmission and distribution lines as well as on how to create equivalent circuits of these conditions. The modeling of overhead lines and cables was done using symmetrical components that played a crucial part in the study. The electrical safety of the simulator as well as the ratings of the components also had to be taken into consideration.
Finally the equivalent circuits of the lines were tested and simulated with a simulation software, PSCAD, to validate the design and calculations. This thesis shows that a network simulator based on analog components simulates a real network with sufficient accuracy for relay testing purposes.