Transientanalyse av 22 kV feil i nett med transformatorer uten HS- sikringer

Abstract

Distribusjonstransformatoren er en viktig komponent i kraftnettet. Skader og havari på den medfører store kostnader med tanke på utstyr, utrykning og nedetid for kunder. Røros E-verk har hatt problemer med transformatorhavari på grunn av lynoverspenninger på nettet. I sammenheng med dette ble det da fjernet sikringer på Hådal-Femund radialen. Dette førte til betraktelig reduksjon av havari. Gruppen har fått i oppdrag å belyse denne hendelsen å se hva som kan være årsaken. Målet var å se om sikringer førte til havari av transformator under tordenvær, og hvordan dette eventuelt kunne skje. For å gjøre dette ble det undersøkt om slike tilfeller hadde historisk bakgrunn. Deretter ble det sett etter om andre mulige situasjoner som kunne føre til havari under tordenstorm, og analysere hva som var mest troverdig av en grunn til at tilfellet skjedde. Metoden som ble brukt for å gjøre dette var å samle inn informasjon om utstyret i anlegget nåtid, fortid og i standarder. Ut fra forskjellene ble det, samarbeidet med personer innenfor feltet, utledet hypoteser om de forskjellige situasjonene. Det ble i hovedsak utarbeidet fire hypoteser. I diskusjonen ble det jobbet med å styrke eller svekke disse hypotesene. Gjennom litterær analyse, dialog med eksperter og fagfolk, samt at det ble gjort simulering og beregning som visuell støtte til hypotesene. Hver hypotese ble satt opp mot hverandre for å finne det mest troverdige tilfellet. Det ble til sist foreslått forbedringer med bakgrunn i hypotesene. Konklusjonene er at selv om sikringer kan bryte under tordenvær og gjennom dette skape skadelige situasjoner, så er det større grunnlag til å tro at feilene oppsto på grunn av at mastearrangementet før var det virkelige problemet. Det er derfor godt grunnlag til å sette sikringer inn i Hådal-Femund linjen igjen for å prioritere selektivitet og vern av transformator. Store deler av data innhentet er basert på muntlige samtaler. Det er også mangel på forskning angående hvordan høyspenningssikringer oppfører seg under lynimpulser. Dette gjør at deler av oppgaven er preget av risiko som kommer med misstolkninger. Det er fortsatt tro om at resonnementene er tilfredsstillende og at forskningen gjort kan brukes videre.

Distribution transformers are a important component of the power grid. Damages and breakdowns result in significant costs in terms of equipment, emergency response, and downtime for customers. Røros E-verk has experienced problems with transformer failures due to lightning surges on the network. In connection with this, fuses were removed from the Hådal-Femund radial. This led to a considerable reduction in breakdowns. The group has been tasked with shedding light on this incident and identifying the possible cause. The goal was to determine if fuses were causing transformer failures during thunderstorms and how this could potentially occur. An investigation was conducted to determine if such cases had a historical background. Then, other situations that could lead to failures during thunderstorms were examined, and an analysis was conducted to identify the most credible reason for the occurrence. The method used to accomplish this involved gathering information about the equipment, both present and past, as well as industry standards. Based on the differences observed, hypotheses about the various situations were derived in collaboration with experts in the field. Four main hypotheses were formulated. In the discussion, efforts were made to strengthen or weaken these hypotheses. This was achieved through literary analysis, dialogue with experts and professionals, as well as conducting simulations and calculations as a visual aid for the hypotheses. Each hypothesis was compared to determine the most credible scenario. Improvements were proposed based on the hypotheses. The conclusions drawn are that while fuses may trip during thunderstorms and create hazardous situations, there is a stronger basis to believe that the failures occurred due to the mast arrangement. Therefore, there is a solid foundation to reintroduce fuses in the Hådal-Femund line to prioritize selectivity and protection of the transformer. A sizable portion of the gathered data is based on verbal conversations. There is also a lack of research regarding the behavior of high-voltage fuses during lightning impulses. This introduces a certain level of risk associated with misinterpretations. However, there is still a belief that the reasoning is satisfactory and that the conducted research can be used further.