| dc.description.abstract | Beregning av kortslutningsstrømmer i høyspentanlegg, spesielt for feil nær en generator, er essensielt ved konstruksjon av et slikt anlegg. Det er en kjent sak at elektrodynamiske krefter, skapt av kortslutningsstrømmer, er den dimensjonerende faktoren for utstyr som fører strømmer i denne størrelsesordenen.
Ved å benytte en strømbegrensende spole vil den mekaniske påkjenningen, som oppstår i samleskinner og annet tilkoblet utstyr, bli redusert.
Under en kortslutning vil spolen sette opp et kraftig magnetfelt.
Avhengig av innkapslingens konstruksjon kan det induseres virvelstrømmer i innkapslingen. Virvelstrømmene setter opp sitt eget magnetfelt som igjen påvirker kreftene som vil oppstå i spolen.
Oppgaven baserer seg på en hendelse som fant sted i vannkraftverket Blåfalli Vik hvor det oppstod en kortslutning for noen år siden. Kortslutningsstrømmen forårsaket deformasjon av den strømbegrensende spolen, som igjen førte til jordslutning nært generatoren. Dokumentasjon fra anlegget er lagt til grunn for å lage simuleringsmodellen.
Ved å benytte transientsimulering i ANSYS Maxwell undersøkes kreftene som virker på spolen under kortslutning. Simuleringsmodellen linkes opp mot en ekvivalentkrets for å ta hensyn til foranliggende nett og seriekapasitanser.
I tillegg undersøkes transientspenningene som oppstår ved bryting av kortslutningsstrømmen. Dette ble gjort ved å modellere spolen med en ekvivalentkrets og simulerer i ATP Draw. Spolens frekvensrespons innhentes fra simuleringene i ANSYS Maxwell, og en ekvivalentkrets utarbeides på bakgrunn av dette. Både tilfelle med og uten strømklipping undersøkes.
Deformering av den strømbegrensende spolen, i kombinasjon med spenningstransienter var trolig årsaken til gjennomslaget på generatorsiden av reaktoren ved hendelsen i Blåfalli Vik.
Under kortslutning vil en strømbegrensende spole bli utsatt for store påkjenninger det er viktig for en designer av slikt utstyr å vite om:
Spolen vil bli utsatt for en oscillerende kraft, både i lengde- og høyderetning.
Konstrueres innkapslingen i ledende materiale vil det induseres virvelstrømmer som vil påvirke kraften som virker på spolen. Virvelstrømmene vil produsere varme, som kan medføre brannfare.
Det er anbefalt å lage innkapslingen i et ikke ledende materiale.
Det vil oppstå overspenninger ved utkobling av kortslutnignsstrømmen. I simuleringstilfellet var toppverdien til transientspenningen 3,5 ganger nominell spenning. | |
