Detta arbete behandlar mätmetoder för detektering av partiella urladdningar (kallad PD från engelska benämningen Partial Disharge) i HVAC- och HVDC- högspänningskablar. HVAC står för ”High Voltage Alternative Current” och HVDC står för ”High Voltage Direct Current”. När en viss hög spänningsnivå överskrids i kabeln uppstår olika typer av partiella urladdningar och dessa skadar kabelns isoleringsmaterial. PD- intensiteten ökar med tiden och om de tillåts fortlöpa under en längre tid kan de med tiden helt bryta ned isoleringsmaterialet vilket leder till ett fel. Mätmetoder måste föras fram och mätinstrument måste tas i bruk för att detekterapartiella urladdningar. Målet med detta är att lokalisera eventuella skador som orsakats av partiella urladdningar, uppskatta skadorna och förhindra en total nedbrytning genom övervakning. Ett av de viktigaste målen för industri samt forskning har varit möjligheten att kunna ta fram mätinstrument som kan detektera PD i kablar och klassificera (”bedöma”) vad det är för typer av partiella urladdningar som är aktiva i kablarna. I detta arbete redovisas hur klassificering av olika typer av partiella urladdningar går till för både HVDC- och HVAC- kablar. Vidare har en mätmetod för detektering av partiella urladdningar studerats teoretiskt och testats experimentellt. Metoden är välbeprövad och kallas ”den vandrande vågmetoden”. För detta uppdrag fanns det ingen möjlighet att mäta på högspänningskablar eftersom behörighet och skyddat miljö saknats. Mätmetoden har istället prövats på en RG58- koaxialkabel eftersom att koaxialkabelns karaktäristik är jämförbar med en högspänningskabels karaktäristik. En försöksmätning med en strömsensor har också utförts eftersom att dessa normalt används i praktiken för detektering av partiella urladdningar.

No description available.

No description available.

With the goal of achieving 100% fossil-free electricity production by 2040 in Sweden, the electricity system is expected to undergo significant changes due to increased electrification, digitalization, and automation. Battery storage will become crucial for supporting and stabilizing the power grid, as well as balancing demand and production, which reduces the risk of overload. It also contributes to increased grid flexibility and a smoother, more efficient use of the power network. The purpose of this work is to develop a deeper understanding of battery storage technology and its potential impact on the Swedish power grid to meet current and future energy needs. The method examines the energy usage patterns of Södra Hallands Kraft to appropriately size a battery storage system and determine its operational scenario. It is essential to consider both the battery’s power (W), which describes the total amount of power that can be delivered, and storage capacity (Wh), which describes the total amount of energy that can be stored. By implementing battery storage systems, the share of renewable energy usage can increase, and dependence on external energy sources can decrease. This work examines different threshold levels: 60 MW, which requires a 33 MW/ 735 MWh battery; 65 MW, which requires a 28 MW/ 414 MWh battery; and 70 MW, which requires a 23 MW/ 153 MWh battery. These thresholds successfully reduce all power peaks between 2019 and 2023. This also leads to significant economic savings in the form of reduced grid fees. / Med målet att uppnå 100% fossilfri elproduktion till år 2040 i Sverige, förväntas elsystemet genomgå betydande förändringar på grund av ökad elektrifiering, digitalisering och automatisering. Batterilager blir viktiga för att stödja och stabilisera elnätet, samt balansera efterfrågan och produktion som minskar risken för överbelastning. Det bidrar även till en ökad flexibilitet på elnätet och en jämnare och mer effektiv användning av elnätet. Syftet med arbetet är att utveckla en djupare förståelse för batterilagringsteknik och dess potentiella påverkan på det svenska elnätet för att möta dagens och framtidens energibehov. Metoden undersöker energianvändningsmönstren för Södra Hallands Kraft, för att kunna dimensionera ett batterilager med lämplig storlek och driftscenario. Det är därför viktigt att beakta både batteriets effekt (W), som beskriver den totala mängd effekt som kan levereras, och lagringskapaciteten (Wh), som beskriver den totala mängd energi som kan lagras. Genom att implementera batterilagringssystem kan andelen förnybar energianvändning öka och beroendet av externa energikällor minska. Arbetet undersöker olika tröskelnivåer på 60 MW som kräver ett batteri på 33 MW/ 735 MWh, 65 MW som kräver ett batteri på 28 MW/ 414 MWh, samt 70 MW som kräver ett batteri på 23 MW/ 153 MWh. De lyckas minska alla effekttoppar mellan 2019 – 2023. Detta bidrar även till betydande ekonomiska besparingar i form av minskade elnätsavgifter.

Sammanfattning på svenska: I nutiden, forskning och innovationer båda från akademi och industri försätter för att minska effekterna från klimatförändring. Ett av många viktiga område där utvecklingen fortsätter är litiumjonbatterier (LIB). På grund av den ökade energiförbrukningen i många områden (främst transporter) har ökat fossila bränsleförbrukningar och orsakat behovet av energi att lagras mer. Samhället kan inte bara fokusera på global miljövänlig batteriproduktion för att lösa detta problem. Samtidigt är det nödvändigt att koncentrera på hur man utvärderas begagnade batterierna som vi redan har. Återvinning av litiumjonbatterier har därför börjat få en ökad betydelse. Utmaningar för batteri återvinning är energi kravet för steg på processen och andra processer kan orsaka att skadliga ämnen släpps ut i naturen. Därför är det mycket viktigt att veta hur ett batteri påverkas av interna och externa förändringar från första till sista steget i återvinning och hur detta kommer att påverka de andra stegen. Detta examensarbete fokuserar på lösningsbaserade urladdningssteget i LIB-återvinning och syftar till att hitta den optimal temperatur genom att utforska möjliga förändringar som observerats på katodmaterialet. Inom ramen för projektet planerades temperaturoptimeringsstudien att göras genom att kombinera kemiska förändringar både inom och utanför batteriet i lösningsurladdningen. Detta är med en diskussion om särskilt fokus på att uppnå en hållbar återhämtning och kvaliteten på katodmaterialet. / In today's world, where global warming is felt in every sense, Research & Development (R&D) studies are continuing rapidly both in companies and in research networks to minimize its effects. One of the most important areas where developments continue is on lithium-ion batteries (LIBs). The increased energy consumption in many areas (mainly transportation), has increased fossil fuel consumption and caused the need for energy to be stored more. In this sense, focusing on only global-environmentally friendly battery production is insufficient to solve this problem. At the same time, it is necessary to concentrate on how to evaluate the used batteries that we already have. Therefore, lithium-ion battery recycling has begun to gain importance. Challenges for battery recycling are that some of the processes require energy inputs and others can generate harmful substances that require containment. Therefore, it is very important to know how a battery is affected by internal and external changes from the first to the last stage of recycling and how this will affect the other stages. This master thesis focuses on the solution discharge step in LIB recycling and aims to find the optimum temperature range for the discharge step of LIB recycling by exploration of the possible changes observed on the cathode material. In the scope of the project, the temperature optimization study was done by combining the chemical changes both inside and outside of the battery in the solution discharge. This is with a discussion of a particular focus on achieving a sustainable recovery and the quality of cathode material.

Insulation in rotating machines is a common cause for failure. Therefore, research in the area is large and is important to further increase the knowledge of the phenomena related to insulation degradation. This thesis is a case study on 20 stator bars obtained from a generator that had been showing signs of insulation degradation while in operation. The insulation was investigated using a range of measurements to be able to evaluate the degradation of these bars. The measurements performed were electrical partial discharge measurements, acoustic partial discharge measurements, dielectric response measurements, and breakdown testing. Furthermore, a more scientific approach to the commonly used tap test in the industry was conducted, which has not been done before and the purpose was to validate this commonly used test method. It was concluded that the bars have a significant amount of partial discharges within them, and that the stress grading is likely to be blamed in many of the worst cases. Furthermore, the dielectric response measurements provided good information on the thermal stability of the insulation. The set-up of the tap test did not provide reasonable results, and the method approach as well as the experimental set-up was to blame for this. In future work, investigating this specific area could be beneficial. The electrical partial discharge measurements and the breakdown test provided unexpected results when compared, where the former indicated much degradation while the latter proved that the bars can withstand very high voltage levels. / Isolering i roterande maskiner är en vanlig orsak till fel. Forskningen på området är därför omfattande och viktig för att ytterligare öka kunskapen om fenomen som rör isoleringsnedbrytning. Denna avhandling är en fallstudie på 20 statorstänger som erhållits från en generator som hade visat tecken på isoleringsnedbrytning under drift. Isoleringen undersöktes med hjälp av en rad olika mätningar för att kunna utvärdera nedbrytningen av dessa stänger. De mätningar som utfördes var mätningar av elektriska partiella urladdningar, akustiska partiella urladdningar, mätningar av dielektrisk respons och genombrottstester. Dessutom genomfördes ett mer vetenskapligt tillvägagångssätt för det allmänt använda tapptestet i branschen, vilket inte har gjorts tidigare och syftet var att validera denna allmänt använda testmetod. Slutsatsen blev att stängerna har en betydande mängd partiella urladdningar i sig, och att spänningsgraderingen sannolikt får skulden i många av de värsta fallen. Dessutom gav mätningarna av den dielektriska responsen god information om isoleringens termiska stabilitet. Upplägget för tapptestet gav inte rimliga resultat, och detta berodde både på metodiken och på försöksupplägget. I framtida arbete kan det vara bra att undersöka detta specifika område. Mätningarna av den elektriska partiella urladdningen och genombrottstestet gav oväntade resultat när de jämfördes, där de förstnämnda visade på mycket försämring medan de sistnämnda bevisade att stängerna kan motstå mycket höga spänningsnivåer.