Metoder för att minska risken för sympati-utlösning av Vattenfalls transformatorstationer

Sammanfattning: Examensarbetet har utförts på uppdrag av Vattenfall Eldistribution AB. På driftcentralen i Trollhättan styr Vattenfall sitt svenska elnät. Vid spänningssättningen av en transformator parallellt med en som är i drift, fås ibland problem med att stationen löser ut. Fenomenet kallas internt för "sympati-utlösning". Problemet uppstår till viss del slumpmässigt och inträffar relativt sällsynt, på Vattenfall handlar det om ett några enstaka fall om året som direkt kan kopplas till fenomenet. Det gör att det finns ett begränsat antal gamla fall att utgå från och därför baseras stora delar av projektet på intervjuer samt ett väldokumenterat fall i en av Vattenfalls stationer. Utifrån den rapporten har en modell av stationen skapats i PSCAD EMTDC och modifierats för att skapa en situation där fenomenet alltid uppstår. Målet med projektet har varit att hitta förslag på åtgärder och för att sedan testa dessa i PSCAD för att se om de förbättrar situationen. De lösningar som har testats är att ändra inkopplingsögonblicket, justera lindningskopplarens läge, alternativ spänningssättning från transformatorns sekundärsida, transformatorernas kopplingsart samt betydelsen av ett svagare nät. Även teoretisk undersökning av huruvida inkopplingsmotstånd, synkroniseringsdon och snedställda brytare påverkar problemet har utförts. Rapporten visar att inkopplingsögonblicket har stor betydelse. Vid en inkoppling i rätt ögonblick med hjälp av synkroniseringsdon kan inkopplingen ske helt utan inverkan på nätet eller granntransformatorn. Snedställda brytare har visat sig genom resonemang vara sämre än synkroniseringsdon. Simuleringar och tidigare litteratur har visat att chanserna för en lyckad inkoppling kan förbättras genom att ställa lindningskopplaren i det ändläge som ger högst omsättning. Vad gäller transformatorernas kopplingsart så visade sig Y-d vara bättre än Y-y, som är standard på Vattenfall. Det är även standard att koppla in transformatorer från primärsidan. Simuleringar har däremot visat att en inkoppling från sekundärsidan skulle innebära flera fördelar. Slutligen innebär ett svagare nät en ökad risk för att fenomenet ska inträffa. Det skydd som har visat sig vara mest benäget att lösa ut är jordströmsskyddet i den matande ledningen. Beroende på hur läget ser ut i en specifik station kan det vara bra att se över inställningarna i jordströmsskyddets fjärde steg och eventuellt förlänga tidsfördröjningen.