Relæbeskyttelse af 150/60 kV stationen i Loldrup
Oversat titel
Relay protection of the 150/60 kV station in Loldrup
Forfatter
Nielsen, Nicolaj
Semester
7. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2013
Afleveret
2013-11-14
Antal sider
111
Abstract
Rapporten undersøger, hvordan en 150/60 kV transformerstation bedst kan relæbeskyttes. Først gives en kort introduktion til det danske elnet og en oversigt over 150/60 kV-stationen i Loldrup og dens vigtigste komponenter. Derefter afgrænses arbejdet til at handle om, hvordan selve transformeren beskyttes mod to centrale fænomener: kortslutninger (fejl, der giver meget store strømme) og indkoblingsstrømme (de høje, kortvarige strømme, når en transformer tændes). For at kunne dimensionere beskyttelsen gennemgås de grundlæggende begreber om symmetriske komponenter, som er en metode til at analysere ubalancerede fejl i elnettet. Rapporten beskriver også beskyttelsesrelæer, med fokus på afstandsrelæer (bruges typisk på ledninger) og differentielrelæer (sammenligner strømmen på transformerens to sider for at finde interne fejl). Differentielrelæet vurderes som den mest egnede løsning til transformerbeskyttelse og analyseres derfor i dybden, herunder hvordan det håndterer indkoblingsstrømme og kortslutninger. Transformerens opførsel ved indkobling og ved kortslutning afprøves i simuleringsprogrammet PSCAD, og resultaterne stemmer overens med den teoretiske forventning. Der blev også planlagt laboratorieforsøg for at kontrollere, om differentielrelæet ville afbryde som forventet, men relæet gik i stykker under opstillingen, så forsøgene blev kun beskrevet hypotetisk. Samlet set konkluderer rapporten, at metoden til relæbeskyttelse af en 150/60 kV-transformer er tilstrækkeligt belyst i forhold til problemformuleringen.
This report examines how to apply relay protection to a 150/60 kV substation. It begins with a brief introduction to the Danish power grid and an overview of the 150/60 kV Loldrup station and its main components. The scope is then narrowed to protecting the transformer itself against two key phenomena: short circuits (faults that produce very large currents) and inrush currents (the high, brief currents that occur when a transformer is energized). To design effective protection, the report reviews the basics of symmetrical components, a method used to analyze unbalanced faults in power systems. It also describes protection relays, focusing on distance relays (typically used on lines) and differential relays (which compare currents on the two sides of a transformer to detect internal faults). The differential relay is found to be the most suitable solution for transformer protection and is analyzed in depth, including how it handles inrush currents and short circuits. The transformer’s behavior during energization and during a short circuit is tested in the PSCAD simulation program, and the results agree with theory. Laboratory tests were also planned to verify that the differential relay would trip as expected, but the relay failed during setup, so the experiments remained hypothetical. Overall, the report concludes that the method for relay-protecting a 150/60 kV transformer has been sufficiently addressed according to the problem statement.
[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]
Emneord