Kärnkraft är en av flera energikällor i dagens samhälle men är i synnerhet den energikälla som ställer högst krav på säkerhet. På Forsmarks kärnkraftverk har alltid säkerheten varit av stor betydelse sedan uppstarten 1980, när Forsmark 1 togs i drift. Som följd av detta har det skapats ett flertal säkerhetsfunktioner, varav en av dessa är reservkraft i form av dieselgeneratorer. Dieselgeneratorerna utsätts med jämna mellanrum för verifieringsprov för att säkerhetsställa systemets funktion vid eventuell händelse och utgör en viktig del för ett robust system. Ett av verifieringsproven på dieselgeneratorerna är att de ska synkroniseras med det övriga systemet, vilket utförs av fasningssystemet. Problematik har uppstått vid tidigare synkroniseringstillfälle av en dieselgenerator, som uppkom på grund av yttre påverkan. Därför har det här examensarbetet utförts som en förstudie för Forsmarks Kraftgrupp AB i syfte att granska fasningsutrustningen och dess kringutrustning tillhörande dieselgeneratorerna på Forsmark 1. Det nuvarande systemet har undersökts för att se hur uppbyggnaden ser ut idag och för att redogöra för potentiella förbättringsmöjligheter. Examensarbetet har kartlagt nuvarande fasningssystem med tillhörande mätutrustning, genom att studera dokumentation, mätningar, kontakt med leverantörer, utförande av simuleringar samt test av mättransformatorer. Det är för att förstå fasningssystemets funktioner, lokalisera eventuella svagheter i systemet samt potentiella förbättringar och därmed öka tillförlitligheten till en säker synkronisering. Ett skäl till varför det är viktigt med ett fungerande fasningssystem är för att skydda generatorn och kringliggande system. Arbetet har gett en bra översikt över hur dagens fasningssystem och mätutrustning fungerar på Forsmark 1. Detta ger Forsmarks Kraftgrupp AB ett viktigt underlag för beslut av eventuell framtida ombyggnad av fasningssystemet eller omkonfiguration av enskilda delar om nuvarande fasningsutrusning bevaras. Rekommendation vid eventuell ombyggnation är att införa trefasmätning med kompatibel fasningsutrustning. Samt rekommenderas att trefasmätningen mäts separat istället för idag tillsammans med övrig utrustning. Om istället nuvarande fasningsutrustning bevaras och enskild del byts, rekommenderas att omkonfigurera mättransformatorerna till ∆-Y från Yn-Yn koppling. I det fall systemet byggs om eller omkonfigureras har rekommendationer för verifieringsprov av eventuella ändringar tagits fram. / It is well known that nuclear electricity production is one of the types of production with the highest demands on security. There are multiple security systems, and one consists of diesel generators. The diesel generators need a synchronization system to be able to confirm safe starting operation. This master thesis investigates the synchronization system and associated measuring systems to the diesel generators, with the purpose of advising Forsmarks Kraftgrupp AB on things that could be changed concerning transformer- and synchronization configuration at Forsmark 1. An improved solution to the existing synchronization system with its associated measurement equipment was found by studying documentation, performing measurements on the system, contacting suppliers, performing simulations and testing the instrument transformers. The results that emerged from the feasibility study have made suggestions for either possible reconstruction or reconfiguration of individual parts of the existing synchronization system. The recommendation in case of redevelopment is to introduce a three-phase measurment system compatible with the synchronization equipment with a separate three-phase measuring circuit. If instead, the existing synchronization equipment is preserved and an individual part replaced, it is recommended to reconfigure the instrument transformers to delta-Y from the present Yn-Yn connection. If the system will be rebuilt or reconfigured, recommendations for confirmatory testing of any modifications have been developed.

Produktion i lågspänningsnätet ökar kraftigt, bara under år 2014 dubblerades antalet nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige. Utvecklingen ser ut att hålla i sig och då dessa anläggningar ofta är små är det troligt att flera ansluts genom en enfasigt ansluten växelriktare. Ett symmetriskt trefassystem består av tre fasspänningarna med samma amplitud, frekvens och förskjutna 120˚ från varandra. Laster och produktionsenheter som inte är trefasigt nätanslutna ger upphov till ett osymmetriskt driftfall. Detta arbete syftar till att undersöka hur spänningen påverkas av osymmetriska laster och produktionsenheter i Vattenfalls lågspänningsnät. Målet med arbetet är att skapa ett beräkningsverktyg som kan användas av Vattenfall Eldistribution för att undersöka hur spänningen påverkas vid olika osymmetriska driftfall. Beräkningsvertyget har skapats i Matlab och utgår från kända värden för spänningen i matningspunkten och impedansen mellan matningspunkten och anslutningspunkten. Dessutom anges effekt och effektfaktor för eventuell produktion och förbrukning i respektive fas. Beräkningsmodellen beräknar spänningar och strömmar i anslutningspunkten samt spänningens osymmetri. Verifiering av beräkningsmodellen har utförts genom att jämföra beräknat resultat med ”Kurvor för förenklad bedömning av nätstyrka” som återfinns i MIKRO-handboken, utgiven av branschorganisationen Svensk Energi. En fältstudie har utförts på en enfasigt nätansluten solcellsanläggning. Mätresultatet från denna har jämförts med resultat från beräkningsmodellen. Dessutom har laboratoriemätningar på en försöksuppställning genomförts. Försöksuppställningen modellerade en lågspänningskund ansluten till ett svagt nät, med enfasigt ansluten produktion och last. Mätresultatet från försöksuppställningen jämfördes med resultat från beräkningsmodellen. I jämförelse mellan den framtagna beräkningsmodellen och MIKRO-handboken konstateras att de stämmer överens. I jämförelse med mätresultat från fältstudien konstateras att beräkningsmodellen troligtvis räknar rätt men att mätningarna inte enbart kan användas för att verifiera modellen då det är en liten spänningsvariation och många troliga felkällor. Resultatet från försöksuppställningen konstateras överensstämma med beräknade värden och kan därför bekräfta att beräkningsmodellen är korrekt utformad. / Production in the low voltage distribution network increases, just in 2014 the number of grid-connected photovoltaic systems in Sweden doubled. The trend seems to continue, and since these plants often are small, it is likely that several are connected to a single-phase connected inverter. A symmetrical three-phase system consisting three phase voltages of equal magnitude, frequency and displaced 120˚ apart. Loads and production units that are not three-phase grid-connected, causes an asymmetrical operating condition. The purpose of this report is to study how the voltage is affected by asymmetrical loads and production units in Vattenfall’s low voltage network. The aim of this work is to create a calculation tool that can be used by Vattenfall Eldistribution to study how the voltage is affected at different asymmetrical operating conditions. The calculation tool is created in Matlab and is based on the known values of the voltage in the feed point and the impedance between the feed point and the connection point. Even power and power factor for possible production and consumption in each phase are set up. The calculation model calculates the voltages and currents at the connection point and the voltage asymmetry. Verification of the calculation model have been carried out by comparing the calculated results with "Curves for simplified assessment of grid strength” included in MIKRO-handboken, published by Svensk Energi. A field study has been performed on a single-phase grid-connected photovoltaic plant. The measurement result of this has been compared with the results of the calculation model. Also, laboratory measurements on an experimental set-up was performed. The experimental set-up corresponded a low voltage customer connected to a weak grid, with single-phase connected production and load. Measurement results of the experimental setup were compared with the results of the calculation model. Comparison between the developed calculation model and MIKRO-handboken concludes that they match. By comparison with measurements from the field study, it is concluded that the calculation model is probably correctly calculating, but that measurements alone can’t be used to verify the model because the voltage variation is too small and there are many likely sources of error. The results of the experimental set-up match with the calculated values and can therefore confirm that the calculation model is correctly designed.

Målet med detta arbete var att undersöka hur mikroproduktion med solceller och laddning av elbilar i våra hushåll kommer att se ut i framtiden och om elkvalitén, kapaciteten i distributionsnätet, utlösningsvillkoren och elnätsdimensioneringen i nya bostadsområden påverkas av detta. Två olika scenarier har tagits fram, där det som skiljer dem åt är hur många procent av hushållen som har elbilsladdare och solcellsproduktion. De två scenarierna jämförs sedan med hur det ser ut i dagsläget för att få en uppfattning om vad som krävs vid fram-tidens elnätsdimensioneringar. Två extremfall används där maximal produktion och minimal konsumtion sommartid jämförs med maximal konsumtion och ingen produktion vintertid. Arbetet visar att den totala effektförbrukningen ökar med procentökningen av elbilsladdare och solcellsanläggningar vilket leder till att nya bostadsområden måste dimensionernas för högre belastningsström-mar. Detta resulterar i att större transformatorer och att kablar med grövre ledarareor måste användas för att klara av den ökade belastningsströmmen. Spänningsvariationerna ökar vilket gör att acceptans-gränserna i vissa fall inte kan hållas. Vid simulering och beräkningar visade det sig att utlösningsvillkoren för alla sammankopplingspunkter och anslutningspunkter mot bostäder låg inom gränsvärdet fem sekunder samt att selektiviteten var god i de delsträckor som testades. / The goal with this work was to study how micro-production with solar cells and charging of electric cars in our households will look like in the future and whether the electricity quality, the capacity of the distribution network, the release conditions and the electricity grid dimensioning in new residential areas are affected by this. Two different scenarios have been developed, where what distinguishes them is how many percent of households have electric car chargers and solar cell production. The two scenarios are then compared with how it currently looks to get an idea of what is needed in future electricity grid dimensioning. Two extreme cases are used where maximum production and minimal consumption in summer are compared with maximum consumption and no production in winter. The work shows that the total power consumption increases with the percentage increase of electric car chargers and solar cell installations, which means that new residential areas must be dimensioned for higher load currents. This results in larger transformers and that cables with larger conductor areas must be used to cope with the increased power. The voltage variations increase, which means that the acceptance limits in some cases cannot be kept. During simulation and calculations, it was found that the triggering conditions for all inter-connection points and connection points against housing were within the limit value of five seconds and that the selectivity was good in the sub-sections that were tested.