Maasulkuvikojen indikointi virtamittausten avulla kompensoidussa jakeluverkossa
Jaakkola, Johanna (2022)
Avaa tiedosto
Lataukset:
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-202205067638
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202205067638
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä tutkitaan kahta vianilmaisinta, joiden toiminta perustuu vain vaihevirtojen mittaamiseen. Perinteisesti maasulut on havaittu myös käyttäen jännitemittauksia, mutta tässä työssä käytetyt laitteet tarkkailevat maasulun aiheuttamia vaihevirtamuutoksia. Työssä tutkitaan laitteiden vikaindikoinnin herkkyyttä, käyttövarmuutta sekä toimintavarmuutta erilaisissa verkon vikatilanteissa.
Työ toteutettiin ABB:n testilaboratoriossa syöttämällä vianilmaisimille erilaisia simuloituja sekä aitoja häiriötallenteita Omicron CMC256 -syöttölaitteen avulla. Testeissä käytettiin vianilmaisimille suositeltuja primäärimittamuuntajia vaihevirtojen mittaukseen. Tuloksia verrattiin erään asiakkaan vaatimuksiin vikaindikaattorien toiminnasta. Teorian osalta käydään läpi perinteisen virtamuuntajan sekä pienitehoisen sensorivirtamuuntajan (LPCT) toimintaa ja erilaisia maasulkuvikoja.
Työn toiminnallisuustesteistä kävi ilmi, ettei toisessa testatuista vianilmaisimista kannata käyttää koko virta-alueella samaa vakioasettelua. Asettelu tulisi valita maksimikuormitusvirran mukaisesti. Kun asetteluarvoa nostaa, vikaindikoinnin herkkyys vikavastuksen suhteen alenee. Silloin ei voida taata samaa herkkyyttä koko virta-alueelle. On myös huomioitava, että mittausepätarkkuudesta johtuvat näennäinen nollavirta ja vastakomponenttivirta kasvavat kuormitusvirran kasvaessa. Pienemmällä jännitetasolla, esimerkiksi 10 kV:lla, kuormitusvirrat ja mittausvirheistä johtuvat näennäiset komponentit ovat suuremmat. Siksi alemmilla jännitetasoilla saman herkkyyden saavuttaminen on haastavampaa kuin korkeammilla jännitetasoilla, esimerkiksi 20 kV:lla.
Työ toteutettiin ABB:n testilaboratoriossa syöttämällä vianilmaisimille erilaisia simuloituja sekä aitoja häiriötallenteita Omicron CMC256 -syöttölaitteen avulla. Testeissä käytettiin vianilmaisimille suositeltuja primäärimittamuuntajia vaihevirtojen mittaukseen. Tuloksia verrattiin erään asiakkaan vaatimuksiin vikaindikaattorien toiminnasta. Teorian osalta käydään läpi perinteisen virtamuuntajan sekä pienitehoisen sensorivirtamuuntajan (LPCT) toimintaa ja erilaisia maasulkuvikoja.
Työn toiminnallisuustesteistä kävi ilmi, ettei toisessa testatuista vianilmaisimista kannata käyttää koko virta-alueella samaa vakioasettelua. Asettelu tulisi valita maksimikuormitusvirran mukaisesti. Kun asetteluarvoa nostaa, vikaindikoinnin herkkyys vikavastuksen suhteen alenee. Silloin ei voida taata samaa herkkyyttä koko virta-alueelle. On myös huomioitava, että mittausepätarkkuudesta johtuvat näennäinen nollavirta ja vastakomponenttivirta kasvavat kuormitusvirran kasvaessa. Pienemmällä jännitetasolla, esimerkiksi 10 kV:lla, kuormitusvirrat ja mittausvirheistä johtuvat näennäiset komponentit ovat suuremmat. Siksi alemmilla jännitetasoilla saman herkkyyden saavuttaminen on haastavampaa kuin korkeammilla jännitetasoilla, esimerkiksi 20 kV:lla.