Beräkningsfunktion för att beräkna summerade kapacitanser i öar/zoner som avgränsas av switchar, brytare, frånskiljare etc.

 

Startas via beräkningsmenyn.

Avsedd för mellanspänningsnät, spåra ut nätet på vanligt sätt, välj Kapacitiva zoner som nätberäkningstyp samt starta beräkningen.

 

Zonerna avgränsas av switchar. Vilka switchar som är aktuella styrs av en konfigureringsfil.

Idag ingår brytare, frånskiljare samt laskar som avgränsare.

 

Resultatpresentation

Följande resultattermer är aktuella.

 

Zon nummer

Idbegrepp för zoner, ett löpnummer. En zon är en ledningsö som avgränsas av switchar (frånskiljare, brytare etc)

 

Summa kapacitiva jordfelsströmmar

Summa kapacitiva jordfelströmmar från kabelnät för en zon.

 

Summa reaktorströmmar

Summa reaktorströmmar för en zon.

 

Summa resistorströmmar

Summa resistorströmmar för en zon

 

Summa övriga capacitiva strömmar

Uppmätta övriga capacitiva jordfelsströmmar för en zon

 

Visualiseringsfärg

Ett numeriskt värde som cykliskt som mest kan anta 5 olika värden. Används för att kunna utnyttja de 5 olika visualiseringsfärgerna i resultatmallarna. Se exempel nedan.

Presentationsmall för visualisering av kapacitiva öar.

 

Exempel på visualisering av kapacitiva öar

För varje switch som bryter upp nätet i öar lagras resultat för den ”nedanliggande” ön, I detta fall visas summerad kapacitiv ström som genereras av ön.

 

 

Teori

 

Observera! Idag finns enbart en mindre del implementerat av det som teoridelen beskriver.

Teoridelen presenteras i sin helhet då sammanhanget annars går förlorad om enbart aktuella delar tas med.

 

 

 

Kontroll av jordfelsströmmar vid sektionering av distributionsnät

 

Grundmodell

 

-        En översiktsmodell baserad på vad man kan kalla sektioneringszoner, som enheter.

-        En zon definieras som den minsta nätdel som kan isoleras från övriga nätet av sektioneringsdon, illustrerat i fig 1a. Zonindelning används vid tillförlitlighetsberäkning i distributionssystem:

 Gunnar Wåglund, Svenska Kraftnät, examensarbete sent -70

 A. Mäkinen, E. Lakervi, Tammerfors Tekniska Högskola, PSCC konferensrapport, Graz, Österrike, -90

 Y. Backlund, koncept till modell för tillförlitlighetsberäkning i distributionssystem, -98

-        Modellen gör en automatisk indelning av nätet i zoner och zonkonfiguration, baserat på brytare och sektioneringsdons placering i nätet och deras status (öppet/slutet).

-        Modellförslaget här består av två steg. I steg 1 läses nätets felströmsdata i Facils databas. Utifrån ledningslängder och nollföljdskapacitanser per längdenhet samt nollpunkternas (inkl. lokala) typ och impedanser samt placeringar i nätet, bygger modellen automatiskt upp systemet av zoner.

       Inom varje zon summeras dess andel av nätets jordfelsadmittanser och och jordfelsströmmar:

 

 

Tilläggsmodell

 

-När zonsystemet och dess strömmar 1) beräknats i steg 1, övergår man till steg 2 och systemmodellen enligt fig. 1b. Man kan då göra omsektioneringar (inkl. bortkopplingar) och jordfelskontroller i detta system.

-Vid fel i en zon k kan man t.ex. välja att beräkna jordfelströmmarna:

 

1) totalt för systemet

2) totalt för varje radial, inkl. den jordslutna

3) från underliggande zoner

4) från ovanliggande zoner, inkl. den jordslutna

5) ut på den jordslutna radialen

 

Jordfelsströmmarna b) ovan avser stumt jordfel och skalas om när en impedans införs i felstället

 

 Fig. 1a. Zonindelning

 

 

 

 

 Fig. 1b. Trädrepresentation

 

 

-        När man gör en ny beräkning går man direkt till steg 2. Endast om man ändrat i ursprungsnätet behöver man köra om steg 1

-        En form av interaktiv beräkning blir då att när en ny sektionering anges, starta steg 2 som läser sektioneringen och beräknar resulterande nya jordfelsströmmar

-        Jordfelsströmmarna kan beräknas med den approximativa ekvivalenten,

 enligt bil. 1, utökad med information som zonsystemet ger möjlighet till i samband med sektioneringar

-        Zon-systemet enligt fig. 1b och dess data lagras i Facil, ev. tillsammans med ursprungsnätet, och exporteras ev. till andra datasystem där steg 2 kan köras

 

Delmodell

 

Modellen ovan kan begränsas till steg 1 , dvs grundmodellen för uppbyggnad av zonsystemet. Utskrift av resultat från denna kan förslagsvis vara följsnde:

 

1)Zon-nummer och identitet, där identiteten hämtas från databasen

2)Zonens admittanser och strömmar enligt a) – c) ovan.

3)Närmast ovanliggande sektioneringsdon och dess identitet

4)Närmast ovanliggande zon med nummer och identitet

5)Omkringliggande sektioneringsdon och deras identitet och status öppet/slutet.

6)Öppet sektioneringsdon avser möjlighet till reservmatning/omsektionering.

7)För ytterligare beskrivning av zonens avgränsning till övriga nätet skrivs alla sektioner och knutpunkter inom zonen ut.

8)Steg 1-7 upprepas för varje zon.

9)När alla zoner i nätet har skrivits ut kan en grafisk bild av nätet och dess zon-system i form av trädstrukturen enligt fig 1b presenteras. Vidare kan man tänka sig att färgmärka zonerna i en nätbild baserat på information från steg 7

10)Zonindelningen startar med inmatningspunkten och dess centralkompensering som zon nr 1

 

Systemrepresentationen enligt fig 1b skulle kanske även kunna utnyttjas i en lokaliseringsmodell för placeringar och dimensioneringar av lokal kompensering

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bilaga 1

 

Beräkning av jordfelsströmmar med approximativ modell

 

(Reläskydd för distributionsnät. Applikationsguide. ASEA RELAYS 1985)

 

 Fig. 1.1        Approximativ ekvivalent för enfasigt jordfel

 

 

Ur ekvivalenten erhålls

 

 IR = VR0/(ZEJ + Z’n)                                        (1.1)

 

där                

 

 1/ Z’n = 1/Rn + j(3wC0 - 1/wLn)                                (1.2)

 

Rn inkluderar även, förutom nollpunktsresistorer, resistanser som representerar nollpunktsreaktorers resistiva förluster, även utlokaliserade

 

 Ln inkluderar även induktanser för utlokaliserade nollpunktsreaktorer

 

 C0 inkluderar även uppmätt övrig kapacitiv ström, inklusive i  utlokaliserade

      nollpunkter, omräknad till kapacitanser vid nominell spänning

 

 

 

Nollpunkts- (nollföljds-) spänningen blir

 

 Vn = - IR*Z’n = - VR0/( ZEJ /Z’n + 1)                        (1.3)

 

       = - k*VR0

 

där                

 

 k = 1/( ZEJ /Z’n + 1)                                        (1.4)

 

Vid försumbar jordslutningsimpedans ZEJ är faktorn k = 1.

 

Jordslutningsströmmen uppdelning per radial illustreras av Fig. 1.2

 

 

 

 Fig.         1.2        Jordslutningsströmmens uppdelning per radial

 

 

Vid fel på radial L1 passeras ledningarnas skydd av strömmarna

 

 L1)                I’L1 = k IL1 = k (IRn- IRnL1 + j( IC0 - IC0L1 - ILn + ILnL1))                (1.5)        

         

 L2)                I’L2 = k IL2 = - k ( IRnL2 + j(IC0L2 - ILnL2))                         (1.6)

 

Där strömbidrag även kommer från utlokaliserade nollpunkter, inklusive aktiva reaktorförluster och uppmätt övrig kapacitiv ström.