Detta examensarbete beskriver hur olika nollpunktsmotstånd och resistanser i ett felställe påverkar nollföljdsströmmarna och nollföljdsspänningarna vid olika snedavstämningar i eldistributionsnätet. Eftersom snedavstämningarna i nätet påverkar om jordfelsskydden detekterar en jordslutning, genomförs en jämförelse mellan två olika jordfelsfunktioner, vinkelmätande funktion och admittansmätande funktion. Skillnaden mellan jordfels-funktionerna är att riktningen på jordslutningen och inställningarna för känsligheten sker på olika sätt. Syftet med rapporten är att redovisa för- respektive nackdelar med de båda jordfelsfunktionerna. På grund av att luftledningar ersätts med bland annat markkabel, har de kapacitiva jordslutningsströmmarna ökat i fördelningsstationerna. De kapacitiva jordslutnings-strömmara måste kompenseras eftersom kapacitansen kan orsaka stora snedavstämningar i nätet. Vid för stora snedavstämningar blir nollföljdsspänningen och den resistiva nollföljdsströmmen för låga och jordfelsskydden kommer inte att detektera en eventuell jordslutning. Risken med detta är att ett överliggande reservskydd istället löser ut hela fördelningsstationen eller att jordslutningen inte bortkopplas alls. Efter ideala simuleringar och olika provningar av ett jordfelsskydd i laboratoriemiljö, kan det konstateras att det inte är någon större skillnad mellan de båda jordfelsfunktioner. Det finns dock vissa avvikelser vid de experimentella provningarna av jordfelsskyddet. Avvikelserna beror bland annat på vilken jordfelsfunktion som testades, eftersom upplösningen på jordfelsskyddet ställdes olika. Vilken jordfelsfunktion som är den bättre i verkliga nät är svårt att konstatera eftersom sådana tester ej har genomförts i denna studie. Målet med examensarbetet har uppfyllts eftersom författarna har kunnat redovisa för- och nackdelar med de båda jordfelsfunktionerna, även när skillnaden mellan dem var liten / This thesis describes how different values on a neutral grounding resistor and an uncompensated power distribution network affect the zero sequence current and the zero sequence voltage. If the neutral grounding reactor in the power distribution network is too overcompensated or undercompensated, the directional earth-fault relay may not work. The purpose of this study is to present the advantages and disadvantages of two different earth-fault functions. The two earth-fault functions that will be compared are an admittance-based earth-fault protection and a directional earth-fault protection with angle calculation between the zero sequence current and the zero sequence voltage. The capacitive earth-fault currents have increased in the distribution stations because the overhead lines are replaced with underground cables. The capacitive current must be compensated since the capacitance can cause an overcompensated or an undercompensated network. An uncompensated distribution network may cause the zero sequence current and voltage becoming too low so that the earth-fault protections do not detect an earth-fault. After the comparison of the two earth-fault functions it can be concluded that there is a minor difference between the both functions. There are some deviations in the test results conducted in a laboratory environment. It is not possible to state which one of the functions that is the most suitable to use in real power distribution networks, since no such tests have been conducted in this study. The authors of this thesis have presented some advantages and disadvantages of the two earth-fault functions

<p>One of ABB Power Systems´s business areas is HVDC (High Voltage Direct Current) technology. HVDC is used for transmissions for both short and long distances. One of Power Systems’s products is called HVDC Light. </p><p>HVDC Light is a relatively new technology for power transmission, but have before only been used for motor drives applications. The technology is based on VSC (Voltage Source Converter) that uses a technique called PWM (Pulse Width Modulation). </p><p>There are a lot of PWM patterns that have been examined, but not in the field of power transmission where ABB Power Systems is working. </p><p>The different PWM patterns can be used for reducing switching losses or harmonics, that can cause the need of external filters to decrease or increase. </p><p>The purpose of this report is to give a general picture of the system that generates the PWM patterns. The report describes some main components in the system. T</p><p>he thesis also present amplitude spectrum from various PWM patterns - generated by signals that have been pulse width modulated with a triangle- shaped wave. </p><p>By showing the frequency-content, the decisions are eased for the engineers and technicians that are working with this kind of questions. </p><p>An analysis of different PWM patterns have been done. The kind of reference waves that generate the PWM patterns are called Dead Band PWM and Modified SPWM. </p><p>Comparisons have been done for Dead Band PWM, between harmonics and the width of Dead Band. Comparisons have been done for Modified SPWM, between: </p><p>1. fundamental frequency and modulation index. </p><p>2. different Modified SPWM and their harmonics.</p>

One of ABB Power Systems´s business areas is HVDC (High Voltage Direct Current) technology. HVDC is used for transmissions for both short and long distances. One of Power Systems’s products is called HVDC Light. HVDC Light is a relatively new technology for power transmission, but have before only been used for motor drives applications. The technology is based on VSC (Voltage Source Converter) that uses a technique called PWM (Pulse Width Modulation). There are a lot of PWM patterns that have been examined, but not in the field of power transmission where ABB Power Systems is working. The different PWM patterns can be used for reducing switching losses or harmonics, that can cause the need of external filters to decrease or increase. The purpose of this report is to give a general picture of the system that generates the PWM patterns. The report describes some main components in the system. T he thesis also present amplitude spectrum from various PWM patterns - generated by signals that have been pulse width modulated with a triangle- shaped wave. By showing the frequency-content, the decisions are eased for the engineers and technicians that are working with this kind of questions. An analysis of different PWM patterns have been done. The kind of reference waves that generate the PWM patterns are called Dead Band PWM and Modified SPWM. Comparisons have been done for Dead Band PWM, between harmonics and the width of Dead Band. Comparisons have been done for Modified SPWM, between: 1. fundamental frequency and modulation index. 2. different Modified SPWM and their harmonics.

Parallellgående kraftledningar inducerar spänning i varandra som i sin tur driver en ström. I denna rapport utreds hur osymmetriska kortslut-ningar på en kraftledning påverkar strömmen i en parallellgående kraft-ledning på grund av ömsesidig induktion och vilka faror inducerad spän-ning och den av inducerade spänningen drivna strömmen kan leda till, ur hänsyn till leveranssäkerhet samt underhållsarbetare på parallell kraft-ledning.Målet med examensarbetet är att öka noggrannheten för felströmsberäk-ningar på Vattenfalls elnät samt att öka kunskapen för vattenfallpersonal om fenomenet av ömsesidig koppling och de faror den kan innebära.Rapporten kunde konstatera att ömsesidig koppling kan leda till faror för leveranssäkerheten av elnätet och att det finns ett behov av analys av specifika fall av parallella kraftledningar i Vattenfalls elnät. / Parallel overhead power lines induce voltage in one another, which in turn drives a current. In this report an investigation is made in how asymmetrical short circuits on an overhead power line influence the cur-rent in a parallel overhead power lines due to the inductive coupling be-tween the power lines and which hazards it can cause for the electrical delivery dependability as well as high voltage workers.The aim with this bachelor thesis is to increase the accuracy in fault cur-rent calculation in the Vattenfall electricity grid as well as to increase the knowledge within Vattenfall of the phenomena of inductive coupling and the hazards which comes with it.The report could ascertain that inductive coupling can lead to danger for electrical delivery dependability and that there exists a need of analysis on specific parallel overhead power lines within the Vattenfall electricity grid.

An estimated 30% of the faults in Induction Machine (IM) are related to its stator. These faults are mostly in the form of an Inter-Turn Short Circuit (ITSC) fault i.e., when two winding inside the stator of IM are shorted due to insulation failure. However, ITSC fault can be avoided by detecting them in advance and then scheduling the maintenance of the IM. This thesis studies two methods for detecting this incipient ITSC fault in a three-phase IM and then estimating the stator resistance unbalance due to the ITSC fault. The first method is based on the asymmetry caused in the IM by the ITSC fault. As a result of this asymmetry, the negative sequence components of the stator voltages and the stator currents are generated inside the IM. A healthy IM also have these negative sequence components due to the manufacturing process and the supply voltage unbalances. The characteristics and the compensation methods of these negative sequence components in a healthy IM are discussed. The results show that after compensating the negative sequence components in a healthy machine, they can be used for detecting an ITSC fault and then to calculate the fault quantities as well as the stator resistance unbalances. The second method for detecting an ITSC fault is based on analysing the stator resistance unbalances. A three-phase drive is used to inject DC voltage in the stationary reference frame. The DC current generated by this DC voltage is measured and then by applying Ohm’s law stator phase resistances are calculated. In a healthy IM, the phase resistances are balanced. However, in case of ITSC fault in any of the phases, the phase resistance of that phase deviates from those of the other two phases which can be utilized for detecting ITSC fault. / Uppskattningsvis 30% av alla fel i induktionsmaskiner (IM) är kopplad till dess stator. Dessa fel är i huvudsak Inter-Turn Short Circuit (ITSC)-fel, dvs. två lindningar inom IM:ens stator blir kortsluta pga. ett isoleringsfel. Emellertid kan man undvika ITSC-fel genom att detektera dem i förhand och planera underhåll. Det här examensarbetet undersöker två metoder för att detektera ett förestående ITSC-fel i en tre-fas IM. Den första metoden är baserad på asymmetrin i IM:er pga. ITSC-felet. Resultatet av den här asymmetrin är att en negativ sekvens genereras i IM:ens statorspänning och statorström. En oskadad IM kan också visa dessa negativa sekvenser pga. tillverksprocessen och statorspänningsobalanser. Egenskaperna och kompensationsmetoderna för dessa negativa sekvenser i en oskadad IM kommer att diskuteras. Resultaten visar att efter kompenseringen av de negativa sekvenserna i en oskadad IM, kan de användas för att detektera ITSC-fel och efteråt för att beräkna felstorheter och även statormotståndobalanser. Den andra metoden för att detektera ITSC-fel är baserad på en undersökning av statormotståndobalanser. Ett tre-fas-drivsystem används för att injektera likspänning i den stationära referensramen. Likströmmen som följer av denna likspänning mäts och statorfasmotstånden beräkna efteråt med Ohms lag. I en oskadad IM är fasmotstånden balanserade. Däremot, när ett ITSC-fel uppstår i en fas, avviker fasmotståndet i den felaktiga fasen från de andra två fasernas, vilket kan användas för att detektera ITSC-fel.

Rapidly growing Inverter- Based Resources (IBR) have different fault properties compared to Synchronous Generators (SG). Therefore, it is necessary to study the fault behavior of systems that contain different types of IBR and compare it to the conventional system responses in order to understand what steps should be taken to adapt conventional protection settings for new types of sources. For a two bus model, it is found out that sequence profiles in a system with one IBR are different from those observed in conventional system. Thermal and electrical limitations of the power electronics reduce the fault current from the IBR significantly, driving negative sequence current to small values compared to conventional sources. This is true for all studied types of IBR. Moreover, if IBR is connected to the grid through one line only, during Three Phase Fault (3hp) it is possible to lose synchronism with grid due to erroneous estimation of the grid angle through the Phase-Locked Loop (PLL). Verification of the obtained results is made through comparison to the Fault Recordings taken from the protection relays placed at substations. It is shown that for some faults simulation results can predict the behavior of symmetrical components in the network whereas for others they do not. To explain the latter behavior modifications to the sequence networks are proposed. / Snabbt växande inverterbaserade resurser (IBR) har olika felinmatningsegenskaper jämfört med synkrongeneratorer (SG). Därför är det nödvändigt att studera felbeteende hos system som innehåller olika typer av IBR och jämför det med konventionella källor för att kunna förstå vilka steg som ska göras för att anpassa konventionella skyddsinställningar för nya typer av källor. Under litteraturöversikten introduktion till det fast jordade systemet och dess speciella fall med isolerad transformatorjordning är klar. Kort introduktion till den studerade IBR och typer av simulerade fel görs också. För en tvåbussmodell har det visat sig att sekvensprofiler i ett system med en IBR skiljer sig från de som observerats i konventionella system. Termisk och elektrisk begränsningar i kraftelektroniska komponenter minskar felströmmen från IBR avsevärt och driver negativ sekvensström till små värden jämfört med konventionella källor. Detta gäller för alla studerade typer av IBR. Dessutom, om IBR är ansluten till nätet endast genom en linje, är det möjligt under trefasfel (3hp) att tappa synkronisering med nätet på grund av felaktig uppskattning av fasvinkeln genom styrsystemets faslåst slinga (PLL). Verifiering av de erhållna resultaten görs genom jämförelse med Fel Inspelningar från reläet placerade på transformatorstationer. Det visas att för vissa fel simuleringsresultat kan förutsäga symmetriska komponenters beteende i nätverket medan andra inte gör det. För att förklara de senare beteendena föreslås modifieringar i sekvensnätverket.