| dc.description.abstract | I denne rapporten er det gjort en vurdering om ikke-konvensjonelle instrumenterings-transformatorer kan brukes i kraftverk. Konvensjonell teknologi er sammenlignet med ikke-konvensjonell teknologi. De forskjellige ikke-konvensjonelle teknologiene er presentert nedenfor.
Optisk strømtransformator bruker polarisert lys til å måle vinkelforskjeller i lyset skapt av magnetfeltet rundt lederen. Den er konstruert for 145kV og oppover og blir konkurransedyktig i pris ved spenninger over 400kV. Den gir et begrenset valg av kontrollutstyr. Den tar stor plass fordi den er konstruert som en søyle.
Rogowski-spole er en spole tvinnet rundt et ikke-magnetisk materiale. Den induserte spenningen i spolen er proporsjonal med den deriverte av strømmen gjennom lederen. Den er dyrere enn konvensjonell teknologi, og bare noen få Rogowski-spoler oppfyller kravene til Statkraft. Den er liten, lett og kan monteres i gjennomføringer.
Lavkrafts strømtransformator har lik oppbygning som en konvensjonell strøm-transformator, men med en shuntmotstand i sekundærkretsen. Spenningen over shunt-resistoren er utgangssignalet, som er proporsjonal med strømmen i primærkretsen. Lavkrafts strømtransformator kan dimensjoneres mindre enn konvensjonell teknologi, den har bedre transient respons, og den kan monteres i gjennomføringer. Den trenger ikke elektronikk for å operere.
Hall-effektsensor måler strømmen ved å påtrykke et magnetfelt 90 grader på strømmen. Hall-spenningen er proporsjonal med strømmen og magnetfeltet. Optisk spennings-transformator måler forandringer i materie når det blir utsatt for et elektrisk felt. Hall-effektsensor og optisk spenningstransformator er ikke aktuelle fordi de ikke er tilgjengelige på markedet.
Spenningsdelere bruker spenningsdeling for å få ned spenningen til et lavere nivå. De trenger ikke elektronikk for å operere. Kapasitiv spenningsdeler bruker kapasitanser i serie. Den har dårligst transient respons av spenningsdelerene. Resistiv spenningsdeler bruker resistanser. Den er konstruert for spenningsnivået i kraftverket og har god transient respons. Resistiv-kapasitiv spenningsdeler brukes kapasitanser og resistanser i serie og parallell. Den er ikke konstruert for spenningsnivået i kraftverket. Spenningsdelere har utforming som en søyle.
Alle ikke-konvensjonelle instrumenteringstransformatorene har utgangssignal som er digitalt eller en spenning i mV. Det vil kreve ekstra komponenter som forsterkere, omformere eller sammenslåingsenheter for å koble de til et kontrollanlegg, med mindre kontrollanlegget støtter slike inngangssignaler.
Det er gjort kortslutnings- og jordfeilsimuleringer for å studere metning i strømtransformator og åpen deltakobling i spenningstransformator. Strømtransformatoren på 13kV-siden av transformatoren går i metning ved oppgitt byrde. Det kan tyde på at den er dårlig dimensjonert. Strømtransformatoren på 66kV-siden går ikke i metning ved oppgitt byrde. Den åpne deltakoblingen får 103V når det oppstår en jordfeil.
Hvis ikke-konvensjonelle instrumenteringstransformatorer skulle vært valgt, vil denne rapporten anbefale lavkrafts strømtransformator med resistiv spenningsdeler. De øvrige sensorene var ikke nøyaktig nok, eller egnet seg ikke for 13kV, som er den nominelle spenningen i kraftverket. Rogowski-spole kan også velges hvis den er dimensjonert for 13kV og har nøyaktighetsklasse 0,2S. Det må installeres to sett spenningsdelere for å få en åpen deltakobling i systemet. Det må i tillegg installeres to uavhengige systemer med instrumenteringstransformatorer for å få redundans.
Konvensjonell teknologi gjør jobben sin utmerket, og fordeler og ulemper er velkjent. De har lang levetid, og er kompatible med de fleste fabrikater av kontrollutstyr.
Denne rapporten anbefaler ikke å installere ikke-konvensjonell teknologi i kraftverk. Dette er fordi de fleste sensorer er dyrere enn konvensjonell teknologi, og det må installeres ekstra komponenter i kraftverk for å få sensorene til å fungere. Det er også lite driftserfaring med sensorene, så det er usikkert om det vil oppstå uventede problemer i løpet av levetiden. På grunn av at de fleste sensorer krever elektronikk er levetiden begrenset til 15-20 år. | |
