The objective of this study is to show the analysis and behavior of symmetrical components and balanced faults in power transformers. Thus, the symmetric component methods solve directly the distribution of voltages and currents, allowing the correct verification of the procedure and the influence of earth circuit faults with the neutral point in distribution transformers. Therefore, the symmetric component analysis procedure has an innovative contribution to the determination of problem solving that solves practical cases and allows to determine the unbalanced failure analysis. / Revisión por pares

Detta examensarbete har utförts hos Vattenfall Eldistribution på avdelningen Kontroll och Skydd med målsättningen att utforma och utvärdera en nätmodell avsedd för jordslutningssimuleringar i PSCAD. Ombyggnationen från luftledningar till markkablar har medfört att kapacitansen i distributionsnätet ökat, vilket ställer högre krav på jordfelsutrustning och på nätanalyser för att kunna försäkra att en säkerställd frånkoppling kan ske enligt de myndighetskrav som föreligger. Syftet med arbetet har varit att undersöka hur en nätmodell bör utformas för analys av stationära in-svängningsförlopp och utvärdera hur stor noggrannhet som kan förväntas gentemot verkliga jordfelsprov vid felresistanser på främst 3 kΩ och 5 kΩ. Nätmodellen har ut-formats efter ett verkligt impedansjordat mellanspänningsnät med π-länkar i PSCAD och utifrån de nätuppgifter som förekommer i Vattenfalls näthanteringsprogram Netbas. Simuleringsresultaten har jämförts mot resultat från det verkliga nätets jord-felsprover vid olika inställningar på den centrala kompenseringsutrustningen som är placerad mellan den matande transformatorns nollpunkt och jord. Jordslutningssimuleringarna visar, trots antaganden och en viss osäkerhet omkring de verkliga nollföljdskomponenterna, godtyckliga simuleringsresultat vid avstämt och snedavstämt nät motsvarande ± 30 A gentemot ledningarnas kapacitiva strömmar vid en felresistans på 3 kΩ. Jordslutningssimuleringarnas händelseförlopp överensstäm-mer överlag väl mot det verkliga nätet samtidigt som jordslutningar vid 5 kΩ medför en större procentuell avvikelse. Särskilt framträdande avvikelser kunde urskiljas vid analys av fasvinkeln mellan nollföljdsspänning och nollföljdsström. En analys av nätmodellens resultat och troliga orsaker till uppkomna simulerings-avvikelser gentemot det verkliga nätet indikerar på att nätmodellens tillförlitlighet bör kunna optimeras ytterligare om noggrannare hänsyn tas gällande nollföljdsimpedanser, dc-komponenter och de toleranser som förekommer i det verkliga nätets avstäm-ningsutrustning och mätkretsar. / This thesis has been carried out at Vattenfall Eldistribution at the department Control and Protection with the objective to design and evaluate a network model for ground fault simulations in PSCAD. The reconversion from overhead lines to underground cables has led to increased capacitances in the distribution network and this places greater demands on the feeder protection unit and network analyzes in order to assure that faulted feeders are disconnected according to regulatory requirements. The aim of this work has been to determine how a network model could be designed for analysis of stationary signal characteristics and evaluate how great accuracy the power system model have compared to real earth fault test results. Earth fault simulations are performed with fault resistances of 3 kΩ and 5 kΩ. The power system model have been created to emulate a real impedance grounded network according to the π-model in PSCAD based on system information from Vattenfalls network management program Netbas. Results from the simulations have been compared against results obtained from real earth faults from the physical network with different settings on the central compensation equipment placed between the transformers neutral and ground. Simulations show, despite assumptions and some uncertainty about the actual zero sequence components similar results when fault resistance was 3 kΩ, both when compensation coil are fully tuned and out of tune ± 30 A corresponding to the feeder capacitance. The overall signal sequence conform quite well to the real network but at the same time simulations with 5 kΩ obtains greater deviations when results are represented in percentage. Particularly prominent abnormalities could be identified in the phase angle between zero sequence voltage and zero sequence current. An analysis of deviations from the simulations in the digital network model against the real system indicates that the model probably could be further optimized if zero sequence impedances, dc components, and tolerances that occur in the real systems reactive compensation equipment and measuring circuits are taken into account.