Modellering av strømtransformatorer og verifikasjon i høystrømlab

Abstract

Rapporten omhandler magnetisk metning i beskyttende strømtransformatorer. Forståelsen av metning er viktig for å øke driftssikkerheten i kraftsystemet. En Arteche CTI-420 strømtransformator ble stilt til disposisjon under oppgaven av Statnett. Denne ble testet under normal drift og under metning i høystrømlabben. Forskjellige byrder og strømstyrker ble påtrykket primærsiden for å fremprovosere metning. Responsen til strømtransformatoren ble lagret med et oscilloskop, og sammenlignet med simuleringer fra SINTEFs strømtransformatormodell i PSCAD. Det ble også utført tester for å måle magnetiseringskarakteristikk, kjernetap, kortslutningsimpedans og DC-motstanden i viklingen. Kortslutningsimpedansen viste seg å være vanskelig å måle, men en metode for å gjøre dette har blitt foreslått. Effekten av de forskjellige parameterne ble studert i strømtransformatormodellen fra SINTEF. Resultatet viser at kortslutningsimpedansen har liten betydning for responsen og kan neglisjeres. Feil i magnetiseringskarakteristikken ble påvist å være en større kilde til avvik mellom simulert respons og målt respons i høystrømlab. På grunn av de lave verdiene for fluks i testrapporten, sammenlignet med de som oppstår under en kortslutning i nettet, må modellen ekstrapolere magnetiseringskarakteristikken for å finne magnetiseringsstrømmen under en kortslutning. Denne ekstrapoleringen blir lite nøyaktig når store verdier av fluks induseres i kjernen. En modulbasert modell i PSCAD ble utviklet og sammenlignet med SINTEFs modell. Komponenten saturable reactor ble brukt for å modellere magnetiseringsstrømmen. Denne komponenten viste seg å være tungvindt i bruk, og uegnet for å representere magnetiseringskarakteristikken på en tilfredsstillende måte.