Analys av skyddsinställningar och alternativa skyddslägen i ett lokalt elnät.

Sammanfattning

Detta examensarbete behandlar skyddsproblematik i ett 12 kV resonansjordat kabelnät med utlokaliserad kompensation. I kabeldominerade distributionsnät kan låga kortslutnings- och jordfelsströmmar försvåra selektiv och tillförlitlig felbortkoppling, särskilt vid reservdrift och varierande nätkonfigurationer. Syftet med arbetet är att analysera om befintliga skydd uppfyller krav på känslighet och selektivitet samt att undersöka behovet av utlokaliserade skydd och möjligheten att använda riktade jordfelsskydd. Arbetet baseras på nätmodeller och felströmsberäkningar i Trimble NIS kompletterat med förenklade analytiska beräkningar. Kortslutningsnivåer och jordfelsströmmar har analyserats för olika driftfall, inklusive reservmatning och varierande kompensationsgrad. Särskilt fokus har lagts på analys av nollföljdsströmmen I0 dess fasförhållande till nollpunktsspänningen U0 samt hur detta påverkas av felposition och kompensationsgrad. Resultaten visar att kortslutningsnivåerna reduceras vid reservdrift, vilket kan begränsa känsligheten hos traditionella överströmsskydd. Jordfelsanalysen visar även att fasvinkeln mellan U0 och I0​ varierar kraftigt beroende på felposition och antal aktiva kompensationsspolar. Detta försvårar användningen av konventionella riktade jordfelsskydd i nät med distribuerad kompensation. Studien visar att skyddsbilden i resonansjordade kabelnät blir komplex när lokal kompensation används. Resultaten indikerar att transientbaserade skyddsmetoder kan ge bättre robusthet än traditionella stationära metoder vid jordfelsdetektion i sådana nät.