No description available.

No description available.

Detta examensarbete har utförts på uppdrag av Sandviken Energi Elnät AB, i syfte att kontrollera och uppdatera selektivplanerna för en utav deras mottagningsstationer. Tidigare reläskyddsinställningar för stationerna på nätet är något som följt med sedan gammalt och insyn i huruvida dessa stämt överens med de verkliga förhållandena har saknats. Data för arbetet har samlats in främst från Sandviken Energis kartsystem Meldis vad gäller ledningslängder, transformatordata och underliggande nät. Data har även samlats in från tidigare selektivplansberäkningar på det aktuella nätet samt de aktuella reläskyddsinställningarna. I arbetet så förklaras de grundläggande principerna för reläskyddsteori, aktuella regler och standarder inom ämnet samt grundprinciperna för selektivitet. Arbetet förklarar även de beräkningar som behöver genomföras för att kunna ta fram styrparameterar att använda vid framtagning utav reläskyddsinställningar. Beräkningar för kortslutningsströmmar i nätet har skett enligt SS-EN 60909-0 och har genomförts i Excel. Utifrån de framräknade maximala och minimala kortslutningsströmmar, samt insamlad data över nätet har ett förslag för nya reläskyddsinställningar tagits fram. Dessa sammanställs i log-log diagram för att kunna ge en snabb överblick av selektiviteten i anläggningar samt en tabell med samtliga inställningar. Resultatet visar på att de tidigare reläskyddsinställningarna uppvisar brister, då kortslutningsinställningarna i vissa fall skiljt sig mer än 1000 ampere mot för lägsta förekommande kortslutningsströmmar. De framtagna inställningsförslagen kan dock inte tillämpas direkt, då resultaten pekar på att liknande fel förekommer i underliggande stationer, vilket behöver ses över innan nya inställningar kan implementeras. / This thesis project has been carried out on behalf of Sandviken Energi Elnät AB, in oder to verify and update the selectivity coordination for one of their receiving stations. Current settings for the relay protection system in the station is mostly old settings, inherited since old, and Sandviken Energi has been lacking insight into whether the settings are consistent with regard to the actual conditions in the network. Data has been collected mainly from Sandviken Energi’s GIS-system, Meldis in terms of line lengths, transformer data and details about the underlying network. Data has also been collected from previous coordination calculations as well as the current relay settings. In the project the basic principles of relay protections theory, current laws, regulations and standards on the subject as well as basic selectivity principles are explained. The project also details the calculations that must be performed in order to produce relevant control parameters to use when detailing the settings for the protective relays. Calculations of the short-circuit currents in the network has been made in accordance with SS-EN 60909-0 and has been implemented using Excel. Based on the calculated maximum and minimum short-circuit currents as well as the previously collected network data, a draft for new relay settings has been developed. These settings are compiled in log-log graphs over current and time to provide a quick overview of the selectivity coordination in the facilities as well as a table containing a list of all proposed settings. The results of the project indicate that the previous relay settings are inadequate, as the short-circuit settings in some cases differ more than 1000 amperes from the lowest occurring short-circuit currents. However, the proposed settings cannot be applied immediately as the results also indicated that similar errors exists in the underlying stations as well, which needs to be reviewed before implementing changes to ensure proper protective function.

Den här rapporten innehåller en selektivplan som upprättats i samband med utbyte av tre generatorer på Arctic Paper i Munkedal, samt flera selektivplansuppdateringar i övriga skydd. Arbetet har som syfte att bygga upp fördjupande kunskap i säkringsfri teknik i industriella elanläggningar, vilket genomförs som ett examenarbete för högskoleutbildning som elkraftsingenjör. På pappersbruket finns idag tre gamla vattenkraftsgeneratorer. Två av de tre nuvarande generatorerna är små och mycket gamla, generatorer som ska bytas ut mot två nya 3MVA synkrongeneratorer. En av de gamla generatorerna ska användas även i framtiden som reserv. Målet med ombyggnadsprojektet är att öka effekten med upp till tre gånger samt att fördubbla energi produktionen. Ställverk till generatorerna har specificerats tidigare i ombyggnadsprojektet. Selektivplanen inkluderar inställningar av reläskydd och effektbrytare för generatorerna. Dessutom kommer befintliga överströmsskydd i anläggningen beaktas. Rapporten baseras på selektivitetsteori och beräkningar av kortslutningsströmmar. Rapporten innefattar även uppdatering av vissa selektivplaner i den befintliga elanläggningen i pappersbruket, detta genom att diskutera problemet och justera inställningar av de befintliga reläskydden Tekniska beräkningar och reläinställningsplaner ska fungera som verifikation och dokumentation.

Sammanfattning Detta examensarbete har gjorts i samarbete med Pontarius AB. Nätet som arbetet handlar om är ett redundant matande nät till sjukhus eller flygplatser där driftsäkerheten är extra viktig. Uppbyggnaden av näten till de båda ser liknande ut, det är mestadels lasten som skiljer dem åt.  Redundans behövs för att uppnå en hög driftsäkerhet vilket tas upp i rapporten. Målsättningen har varit att sammanställa en lathund på lämpliga reläskydd vid olika positioner i nätet. Data från matande nät har tagits från Jönköpings flygplats och utifrån det byggt ett fiktivt system i ett program som heter Easypower. I programmet kan det väljas specifika komponenter av många fabrikat. Där ingår reläskydd, brytare, transformatorer, generatorer och kablar. Arbetet beskriver grunderna i kortslutningsberäkningar samt reläskyddsinställningar. Kortslutningsberäkningarna är gjorda efter svensk elstandard SS-EN 60909-0. Beräkningar på största och lägsta kortslutningsström har gjorts i vissa delar av nätet, utifrån det har reläskyddsinställningarna baserats. Dessa inställningar beskrivs med hjälp av en selektivplan i resultatdelen av rapporten. Resultat och diskussion presenterar en lathund med rekommenderade reläskydd för systemet samt inställningar för dessa via selektivplanen. Det fanns dock vissa betydelsefulla begränsningar i Easypower som gör att selektivplan samt val av bl.a. reläskydd blir lidande.

This report presents a project in SCA Graphic Sundsvall AB's with purpose to establish setting values for the protection relays, to achieve selectivity in the plant. The problem with the plant is that the protection relays trigger higher up in the power grid, which result in shutting down a large area of the production instead of triggering the protection relay closest to the fault. This problem may be a result of that the plant have experienced several upgrades and developments over many years, and that the loads in the plant's power grid also been changed, but the protection settings have not been adjusted to the new circumstances.   A protection relay monitors parts of an electrical power system to detect when the pre-set limit values are exceeded. If a fault occurs, surpassing of those limit values enables the protection relay to send a signal to a circuit breaker to open and isolate the faulty components. The protection relays can provide many different types of protection. In this project the following are considered; overload protection, overcurrent protection, and earth fault protection.   The equations used in this report are based on a constant time perspective as a base, which means that a fixed time difference is set between the tripping times of protection relays, which is independent of the function value. Microsoft Excel is used to perform the calculations. To make it easier for the reader of the report to understand how the equations in the report are used, one example of the calculations made for one of the lines is shown.   The calculated results of the setting values for the protection relay and power switches that were requested by SCA are presented in tables. Since few values were provided regarding the previous setting values, it is difficult to compare the previous setting values with the proposed ones. Also, the ratio of the current transformers from previous setting values was unknown, where different sources showed different ratios. However, setting values were determined for both possible ratios for each protection relay, allowing the company to set the protection correctly, once they find the right ratio.   Based on the calculations, the time settings should be changed, so that they trigger in selective order, but also that the current settings values should be set to the new values based on the plant's present components and operating mode. / I denna rapport behandlas ett projekt med syfte att i SCA Graphic Sundsvall AB:s intresse, ta fram inställningsvärden till reläskydden för att uppnå selektivitet i anläggningen. Anläggningen har i dagsläget problem med att reläskydd löser ut högt upp i nätet istället för skyddet närmast det felbehäftande området, vilket leder till att många delar i processen slås ut. Det kan bero på att anläggningen har uppgraderats och utvecklats under många år och att lasterna ansluten till anläggningens elnät ändrats.   Ett reläskydd övervakar delar av ett elkraftsystem för att detektera när de förinställda gränsvärdena överskrids. Om ett fel inträffar, ska gränsvärdena överskridas, så att reläskyddet kan skicka en signal till en brytare för att bryta kretsen och isolera de felaktiga komponenterna. Reläskydden som används kan utgöra många olika typer av skydd. I detta projekt kommer överlastskydd, överströmsskydd, samt jordslutningsskydd behandlas.   Beräkningarna görs utifrån ett konstanttidsfördröjt perspektiv, som innebär att en fast tidsdifferens bestäms mellan skydden, som är oberoende av funktionsvärdet. Microsoft Excel används för att utföra beräkningarna. För att få en förståelse hur ekvationerna i rapporten är använda, ges ett exempel på beräkningarna av skydden i en av linjerna.   Beräknade lämpliga inställningsvärden för reläskydden och effektbrytarna som efterfrågades av SCA redovisas i tabeller. Eftersom få värden fanns tillhanda gällande tidigare inställningsvärden är det svårt att göra en jämförelse för alla inställningar. Även omsättningen på strömtransformatorerna från tidigare inställningsvärden hade tvetydiga uppgifter, där olika källor visade på olika inställningar. Men inställningsvärden togs fram för båda möjliga omsättningar för varje skydd, så att företaget kan ställa in skydden när de tagit reda på rätt omsättning.   Utifrån de beräkningar som gjorts visar resultaten på att dels tidsinställningarna bör ändras så att de löser ut i selektiv ordning, vilket de inte gjorde innan, men även att strömvärdena ställs in till de nya värdena då de är beräknade på anläggningens nuvarande komponenter och driftläge.

Kortslutningar och jordfel förekommer dagligen i elnätet, därför är personsäkerhet och skydd av utrustning avgörande vid utformning av skyddssystem. Medan dagens samhälle blir mer och mer beroende av elektricitet så ökar även kraven på driftsäkerhet, vilket ställer högre krav på felbortkopplingen. Skellefteå Krafts målsättning är därför att upprätthålla en hög leveranssäkerhet genom att minimera antalet avbrott som sker varje år. För att koppla bort fel i nätet används reläskydd. Korrekt inställda reläskydd är därför en förutsättning för ett väl fungerande elnät. Genom att koordinera reläskyddens inställningar kan en snabb bortkoppling och isolering av felbehäftad del säkerställas. Målet med rapporten är att utforma ett förslag på en strategi för reläskyddsinställningar i Skellefteå Kraft Elnäts fördelningsstationer (30/10 kV). Arbetet är uppdelat i en teoretisk och en praktisk del. Den teoretiska delen behandlar generell strategi och filosofi för reläskyddsinställningar. I den praktiska delen konfigureras reläskydd i en av Skellefteå Krafts fördelningsstationer, utifrån den framtagna strategin.  I rapporten redogörs för de olika delar som påverkar reläskyddsinställningar, bland annat: kortslutningsströmmar, faktorer som påverkar reläer, skyddsfilosofi, jordningsmetod och reservdriftsläggning. Beräkningar har dels gjorts i nätberäkningsprogram för uppskattning av kortslutningsströmmar, dels manuellt vid beräkning av jordslutningsström. Arbetet utgår från de krav och rekommendationer som anges i ELSÄK-FS 2008:1 och SS-EN 61936–1.  Resultatet påvisar bland annat att transient överräckning och återgångsförhållande är mer framträdande när det gäller äldre elektromekaniska strömreläer, än modernare numeriska reläer. Dessutom uppmärksammas att jordfelsskyddens känslighetsinställningar bör väljas utifrån ledningstyp, då bortkoppling ska initieras för övergångsresistanser upp till 3000 ohm i nät med oisolerad luftledning och 5000 ohm i nät med belagd luftledning. Därför uppdaterades inställningarna för samtliga jordfelsskydd som skyddar utgående ledningar i undersökt 30/10 kV-station.

I denna rapport utfördes en selektivplan på uppdrag av Kraftkällan Konsult för ett elnätsbolag i södra Sverige. Det visades att elnätet hade selektiva problem i samtliga stationer mellan reläskydden. Problemen har uppstått då karakteristiken i elnätet ändrats i samband med ombyggnationer. För att lösa problemen simulerades en modell av elnätet i PowerTools för att ta reda på kortslutningsströmmarna och nya selektivkurvor ritades efter dessa. Rekommendationer för högspänningssäkringar i nätstationer har också gjorts baserat på de nya kortslutningsströmmarna.

Vid ombyggnationer och utbyggnationer av elnät förändras dess karakteristik.Detta leder till att skyddsfunktioner kan behöva justeras för att passa elnätets nyakarakteristik. Justeringar kan medföra att selektiviteten mellan skydden försvinner.Selektivitet innebär att endast skyddet närmast felet bryter strömmen, så atten så liten del som möjligt av elnätet blir strömlöst. För att säkerställa att selektivitetråder mellan skydden utformas selektivplaner där selektiviteten visuellt kananalyseras och vid behov utförs justering av skydden. Rotebro mottagningsstation iSollentuna ägs och drivs av Sollentuna Energi & Miljö (SEOM). Stationen står införombyggnationer och selektivplanerna behöver därför ses över.Då problemställningen är att selektiviteten mellan skydden behöver kontrollerasblir målsättningen att skapa en selektivplan för Rotebro mottagningsstation. Dennabaseras på mottagningsstationens skyddsinställningar och det anslutna elnätetskarakteristik. Arbetet resulterade i att en modell av Rotebro mottagningsstationskapades i programmet PSS Sincal. Från denna genererades selektivplaner somvisar att små justeringar av skydden kan göras. Det utfördes även en generell analyssom visar att selektivplaner har stor betydelse för samhället. / In case of build out and rebuilding electricity grids, the electrical characteristicschange. This means that protection features may need to be adjusted to suit theelectrical grids’ new characteristics. Adjustments may lead to loss of selectivity betweenprotective relays. Selectivity means that only the protection device closest tothe fault break the current, so only the smallest possible part of the electrical gridgets disconnected. To assure selectivity, selective tripping schedule is created andprotective relays are adjusted if needed. Rotebro substation in Sollentuna is ownedand operated by Sollentuna Energi & Miljö (SEOM). The substation is facing rebuildingand its selective tripping schedule needs to be reviewed.Since the problem is that selectivity between the protective relays needs to bechecked the goal is to create a selective tripping schedule for Rotebro substation.This is based on the substation protective settings and the connected electricalgrids characteristics. The thesis resulted in a model of Rotebro substation createdin the computer program PSS Sincal. From this a selective tripping schedule weregenerated that shows that small adjustments of the protective relays can be made.A general analysis was also conducted which shows that a selective tripping scheduleis of great importance to the society.