Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus

Translated title of the contribution: Location of earthfault in ring networks of power plant and industry

Ilari Ristolainen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Rengasverkko on perinteisistä voimalaitos- ja teollisuusverkkojen ratkaisuista poikkeava tapa toteuttaa voimalaitosten ja teollisuuslaitosten sisäinen sähkönsyöttö. Rengasverkko on taloudellisempi ratkaisu kuin perinteinen säteittäinen verkko, eikä erillistä sähkötilaa enää tarvita. Tämä antaa uusia mahdollisuuksia rakennusten tilasuunnitteluun. Maasulun sijainnin tarkka määritys rengasverkossa on yksi haasteellinen ongelmakenttä. Yksi mahdollisuus toteuttaa maasulun paikannus on mitata verkon summavirta kolmesta kohdasta rengasverkkoa. Näiden summavirtojen itseisarvojen perusteella saadaan määrättyä maasulun sijainti. Summavirtojen mittaustietoa voidaan paikannuksen lisäksi hyödyntää renkaaseen kytkettyjen laitteiden, kuten moottoreiden ja muuntajien, selektiivisessä suojauksessa. Tässä tutkimuksessa on simuloitu rengasverkon maasulkuja käyttäen mallin lähtökohtana Kirkniemen (Lohja) voimalaitoksen sisäistä jakeluverkkoa vastaavaa rengasverkkoa. Maasulun paikannus on toteutettu taulukkopohjaisena. Taulukossa on ennalta lasketut teoreettiset summavirtojen arvot maasulun sattuessa verkon eri osiin. Teoreettisia arvoja on verrattu simuloimalla saatuihin arvoihin, joiden pohjalta on määrätty pienimmän virheenneliösumman avulla estimaatti sijainnille. Toteutetulla ratkaisualgoritmilla päästään noin yhden metrin tarkkuuteen paikannuksessa. Paikannuksen tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti renkaassa olevien pistemäisten maakapasitanssien suuruus. Käytännössä tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti myös virtojen mittaustarkkuus.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages23
ISBN (Electronic)951-38-5956-8
ISBN (Print)951-38-5945-2
Publication statusPublished - 2002
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Research Notes
Number2135
ISSN1235-0605

Fingerprint

energy industry
power plants

Keywords

  • power plants
  • industrial plants
  • power distribution systems
  • distribution networks
  • decentralised networks
  • earth faults
  • detection
  • simulation
  • electric current
  • least squares method

Cite this

Ristolainen, I. (2002). Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Research Notes, No. 2135
Ristolainen, Ilari. / Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2002. 23 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2135).
@book{ba197aa0609b4380b16638a020b12a35,
title = "Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus",
abstract = "Rengasverkko on perinteisist{\"a} voimalaitos- ja teollisuusverkkojen ratkaisuista poikkeava tapa toteuttaa voimalaitosten ja teollisuuslaitosten sis{\"a}inen s{\"a}hk{\"o}nsy{\"o}tt{\"o}. Rengasverkko on taloudellisempi ratkaisu kuin perinteinen s{\"a}teitt{\"a}inen verkko, eik{\"a} erillist{\"a} s{\"a}hk{\"o}tilaa en{\"a}{\"a} tarvita. T{\"a}m{\"a} antaa uusia mahdollisuuksia rakennusten tilasuunnitteluun. Maasulun sijainnin tarkka m{\"a}{\"a}ritys rengasverkossa on yksi haasteellinen ongelmakentt{\"a}. Yksi mahdollisuus toteuttaa maasulun paikannus on mitata verkon summavirta kolmesta kohdasta rengasverkkoa. N{\"a}iden summavirtojen itseisarvojen perusteella saadaan m{\"a}{\"a}r{\"a}tty{\"a} maasulun sijainti. Summavirtojen mittaustietoa voidaan paikannuksen lis{\"a}ksi hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} renkaaseen kytkettyjen laitteiden, kuten moottoreiden ja muuntajien, selektiivisess{\"a} suojauksessa. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa on simuloitu rengasverkon maasulkuja k{\"a}ytt{\"a}en mallin l{\"a}ht{\"o}kohtana Kirkniemen (Lohja) voimalaitoksen sis{\"a}ist{\"a} jakeluverkkoa vastaavaa rengasverkkoa. Maasulun paikannus on toteutettu taulukkopohjaisena. Taulukossa on ennalta lasketut teoreettiset summavirtojen arvot maasulun sattuessa verkon eri osiin. Teoreettisia arvoja on verrattu simuloimalla saatuihin arvoihin, joiden pohjalta on m{\"a}{\"a}r{\"a}tty pienimm{\"a}n virheenneli{\"o}summan avulla estimaatti sijainnille. Toteutetulla ratkaisualgoritmilla p{\"a}{\"a}st{\"a}{\"a}n noin yhden metrin tarkkuuteen paikannuksessa. Paikannuksen tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti renkaassa olevien pistem{\"a}isten maakapasitanssien suuruus. K{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti my{\"o}s virtojen mittaustarkkuus.",
keywords = "power plants, industrial plants, power distribution systems, distribution networks, decentralised networks, earth faults, detection, simulation, electric current, least squares method",
author = "Ilari Ristolainen",
note = "Project code: NISU00065",
year = "2002",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5945-2",
series = "VTT Tiedotteita - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "2135",
address = "Finland",

}

Ristolainen, I 2002, Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus. VTT Tiedotteita - Research Notes, no. 2135, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus. / Ristolainen, Ilari.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2002. 23 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2135).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus

AU - Ristolainen, Ilari

N1 - Project code: NISU00065

PY - 2002

Y1 - 2002

N2 - Rengasverkko on perinteisistä voimalaitos- ja teollisuusverkkojen ratkaisuista poikkeava tapa toteuttaa voimalaitosten ja teollisuuslaitosten sisäinen sähkönsyöttö. Rengasverkko on taloudellisempi ratkaisu kuin perinteinen säteittäinen verkko, eikä erillistä sähkötilaa enää tarvita. Tämä antaa uusia mahdollisuuksia rakennusten tilasuunnitteluun. Maasulun sijainnin tarkka määritys rengasverkossa on yksi haasteellinen ongelmakenttä. Yksi mahdollisuus toteuttaa maasulun paikannus on mitata verkon summavirta kolmesta kohdasta rengasverkkoa. Näiden summavirtojen itseisarvojen perusteella saadaan määrättyä maasulun sijainti. Summavirtojen mittaustietoa voidaan paikannuksen lisäksi hyödyntää renkaaseen kytkettyjen laitteiden, kuten moottoreiden ja muuntajien, selektiivisessä suojauksessa. Tässä tutkimuksessa on simuloitu rengasverkon maasulkuja käyttäen mallin lähtökohtana Kirkniemen (Lohja) voimalaitoksen sisäistä jakeluverkkoa vastaavaa rengasverkkoa. Maasulun paikannus on toteutettu taulukkopohjaisena. Taulukossa on ennalta lasketut teoreettiset summavirtojen arvot maasulun sattuessa verkon eri osiin. Teoreettisia arvoja on verrattu simuloimalla saatuihin arvoihin, joiden pohjalta on määrätty pienimmän virheenneliösumman avulla estimaatti sijainnille. Toteutetulla ratkaisualgoritmilla päästään noin yhden metrin tarkkuuteen paikannuksessa. Paikannuksen tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti renkaassa olevien pistemäisten maakapasitanssien suuruus. Käytännössä tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti myös virtojen mittaustarkkuus.

AB - Rengasverkko on perinteisistä voimalaitos- ja teollisuusverkkojen ratkaisuista poikkeava tapa toteuttaa voimalaitosten ja teollisuuslaitosten sisäinen sähkönsyöttö. Rengasverkko on taloudellisempi ratkaisu kuin perinteinen säteittäinen verkko, eikä erillistä sähkötilaa enää tarvita. Tämä antaa uusia mahdollisuuksia rakennusten tilasuunnitteluun. Maasulun sijainnin tarkka määritys rengasverkossa on yksi haasteellinen ongelmakenttä. Yksi mahdollisuus toteuttaa maasulun paikannus on mitata verkon summavirta kolmesta kohdasta rengasverkkoa. Näiden summavirtojen itseisarvojen perusteella saadaan määrättyä maasulun sijainti. Summavirtojen mittaustietoa voidaan paikannuksen lisäksi hyödyntää renkaaseen kytkettyjen laitteiden, kuten moottoreiden ja muuntajien, selektiivisessä suojauksessa. Tässä tutkimuksessa on simuloitu rengasverkon maasulkuja käyttäen mallin lähtökohtana Kirkniemen (Lohja) voimalaitoksen sisäistä jakeluverkkoa vastaavaa rengasverkkoa. Maasulun paikannus on toteutettu taulukkopohjaisena. Taulukossa on ennalta lasketut teoreettiset summavirtojen arvot maasulun sattuessa verkon eri osiin. Teoreettisia arvoja on verrattu simuloimalla saatuihin arvoihin, joiden pohjalta on määrätty pienimmän virheenneliösumman avulla estimaatti sijainnille. Toteutetulla ratkaisualgoritmilla päästään noin yhden metrin tarkkuuteen paikannuksessa. Paikannuksen tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti renkaassa olevien pistemäisten maakapasitanssien suuruus. Käytännössä tarkkuuteen vaikuttaa oleellisesti myös virtojen mittaustarkkuus.

KW - power plants

KW - industrial plants

KW - power distribution systems

KW - distribution networks

KW - decentralised networks

KW - earth faults

KW - detection

KW - simulation

KW - electric current

KW - least squares method

M3 - Report

SN - 951-38-5945-2

T3 - VTT Tiedotteita - Research Notes

BT - Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Ristolainen I. Voimalaitos- ja teollisuusrengasverkon maasulun paikannus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2002. 23 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2135).