Maasulkujen analysointi häiriötallennuksilla JE-Siirto OY:ssä
Tulomäki, Heikki (2017)
2017
Sähkötekniikka
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-05-03
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201704201312
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201704201312
Tiivistelmä
Keskijänniteverkon maasulut ovat monimutkaisia vikoja. Työssä tutustuttiin maasulkusuojauksen toteutustapaan, releiden häiriötallenteiden käyttöön ja Wavewin-analysointiohjelmaan. Lisäksi työn yhteydessä tehtiin maasulkukokeet.
Maasulkusuojaus toteutetaan käyttämällä verkon nollavirtaa sekä nollajännitettä. Erilaisia suojauslohkoja, jotka hyödyntävät nollasuureita, on useita. Perinteinen maasulkusuojaus seuraa nollavirran kulmaa suhteessa nollajännitteeseen. Maasulkusuojaus voidaan toteuttaa myös admittanssisuojilla, jolloin maasulkusuojaus on luotettavampi, kuin perinteisin menetelmin toteutettuna.
Häiriötallenteet ovat yksi ainoista tavoista saada tietoa verkon tapahtumista vian tai muun poikkeavan tapahtuman aikana. Häiriötallenne voidaan liipaista usealla eri tavalla: aikaperusteisesti, analogiasignaalin raja-arvon ylityksestä tai suojauslohkon havahtumisesta. Liipaisuperusteet asetellaan sen mukaan, miten paljon tietoa halutaan. Liian herkillä asetteluilla dataa tulee liikaa, eikä dataa ehditä analysoimaan. Häiriötallenteen liipaisuperusteen lisäksi tallenteen pituuden määrittäminen on tärkeää. Pidempiin tallennuksiin mahtuu enemmän tietoa verkon tapahtumista, mutta ne vievät enemmän tilaa. Vanhemmilla releillä releen muistin määrä rajoittaa tallenteen pituutta sekä releelle mahtuvien tallennusten määrää. Uusilla releillä ei ole näitä ongelmia.
Työn maasulkukokeet toteutettiin keskijänniteverkon muuntajalla, jossa tyhjään kennoon kytkettiin kolmivaiheisesti katkaisijakärry. Kokeet tehtiin erisuuruisilla vikavastuksilla sekä verkon eri kompensointiasteilla. Kokeiden tuloksista muodostettiin kirjasto, jota voidaan käyttää vikojen referenssitapauksina sekä myöhemmässä laskennassa.
Wavewin-analysointiohjelmalla voidaan tarkastella comtrade-muotoisia häiriötallenteita. Ohjelma kuvaa selkeästi häiriötallenteen, jolloin yhdellä silmäyksellä saadaan hyvä kuva siitä, mitä on tapahtunut. Ohjelmassa on myös mahdollisuus laskea analogiakanavia yhteen. Laskentaominaisuutta tutkittiin laskemalla maasulkukoetuloksista resistiivinen nollavirta ja vikavastuksen suuruus. Laskettuja arvoja verrattiin MatLab-ohjelmalla laskettuihin sekä testien aikana mitattuihin arvoihin. Laskennalla saatiin hahmoteltua verkon tapahtumia, mutta sillä ei saatu matemaattisesti tarkkoja tuloksia.
Työn lopputuloksena tehtiin erillinen dokumentti, jossa on JE-Siirrolle sopivat häiriötallentimien asettelut. Wavewin ohjelma on hyvä työkalu, mutta sillä ei saada matemaattisesti tarkkoja tuloksia. Myöskään sitä ei voida käyttää osana automaattista häiriötallennetyökalua, koska ohjelmaa ei voida ohjata työkaluriviltä.
Maasulkusuojaus toteutetaan käyttämällä verkon nollavirtaa sekä nollajännitettä. Erilaisia suojauslohkoja, jotka hyödyntävät nollasuureita, on useita. Perinteinen maasulkusuojaus seuraa nollavirran kulmaa suhteessa nollajännitteeseen. Maasulkusuojaus voidaan toteuttaa myös admittanssisuojilla, jolloin maasulkusuojaus on luotettavampi, kuin perinteisin menetelmin toteutettuna.
Häiriötallenteet ovat yksi ainoista tavoista saada tietoa verkon tapahtumista vian tai muun poikkeavan tapahtuman aikana. Häiriötallenne voidaan liipaista usealla eri tavalla: aikaperusteisesti, analogiasignaalin raja-arvon ylityksestä tai suojauslohkon havahtumisesta. Liipaisuperusteet asetellaan sen mukaan, miten paljon tietoa halutaan. Liian herkillä asetteluilla dataa tulee liikaa, eikä dataa ehditä analysoimaan. Häiriötallenteen liipaisuperusteen lisäksi tallenteen pituuden määrittäminen on tärkeää. Pidempiin tallennuksiin mahtuu enemmän tietoa verkon tapahtumista, mutta ne vievät enemmän tilaa. Vanhemmilla releillä releen muistin määrä rajoittaa tallenteen pituutta sekä releelle mahtuvien tallennusten määrää. Uusilla releillä ei ole näitä ongelmia.
Työn maasulkukokeet toteutettiin keskijänniteverkon muuntajalla, jossa tyhjään kennoon kytkettiin kolmivaiheisesti katkaisijakärry. Kokeet tehtiin erisuuruisilla vikavastuksilla sekä verkon eri kompensointiasteilla. Kokeiden tuloksista muodostettiin kirjasto, jota voidaan käyttää vikojen referenssitapauksina sekä myöhemmässä laskennassa.
Wavewin-analysointiohjelmalla voidaan tarkastella comtrade-muotoisia häiriötallenteita. Ohjelma kuvaa selkeästi häiriötallenteen, jolloin yhdellä silmäyksellä saadaan hyvä kuva siitä, mitä on tapahtunut. Ohjelmassa on myös mahdollisuus laskea analogiakanavia yhteen. Laskentaominaisuutta tutkittiin laskemalla maasulkukoetuloksista resistiivinen nollavirta ja vikavastuksen suuruus. Laskettuja arvoja verrattiin MatLab-ohjelmalla laskettuihin sekä testien aikana mitattuihin arvoihin. Laskennalla saatiin hahmoteltua verkon tapahtumia, mutta sillä ei saatu matemaattisesti tarkkoja tuloksia.
Työn lopputuloksena tehtiin erillinen dokumentti, jossa on JE-Siirrolle sopivat häiriötallentimien asettelut. Wavewin ohjelma on hyvä työkalu, mutta sillä ei saada matemaattisesti tarkkoja tuloksia. Myöskään sitä ei voida käyttää osana automaattista häiriötallennetyökalua, koska ohjelmaa ei voida ohjata työkaluriviltä.