Här följer exempel på projekt som STRI utfört.
Processindustri
Nätbolag:
Sänkta isolationsnivåer
Isolationskoordination av planerade svenska 145 kV ställverk med väsentligt minskade isolationsnivåer.
Överspänningsskydd
Dimensionering av överspänningsskydd för GIC-begränsare i nollpunkten på en 400 kV transformator.
Isolationsdimensionering av ledningar
Parametrisk studie för optimering av luftavstånd på 400 kV kraftledningar, inklusive effekter av is- och smutsbeläggning samt överspänningar orsakade av åska och snabbåterinkoppling.
Jämförelse av belastningsförmåga och tillförlitlighet
En jämförelse mellan kablar och luftisolerade ledningar beträffande lastförmågan och tillförlitligheten i regionnät.
Tillgänglighet för kompakta ställverk
Tillgänglighetsstudier för framtida utföranden av kompakta ställverk.
Gnistgap
Isolationskoordination av ett portabelt gnistgap för arbete på spänningssatt kraftledning.
Förluster i jordsystem
Beräkning av effektförluster i topp- och jordlinor på en 400 kV ledning.
Ledande betong
Användandet av ledande betong vid byggandet av jordelektroder.
Jordning och åskskydd
Principer för jordning och åskskydd av 130 kV ledningar.
HVDC jordelektrod
Undersökning av djupborrad testelektrod för HVDC-överföring.
Ny kompakt kraftledning för 400 kV
Utveckling av en ny kompakt kraftledning för 400 kV, där topplinorna är ersatta av ventilavledare i den översta fasledaren.
Andra generationens kompakta kraftledning för 400 kV
Utveckling av en andra generation kompakt kraftledning för 400 kV, som även innefattar en nyutvecklad linjestödisolator med hög mekanisk hållfasthet.
Ny kompakt kraftledning för 220 kV
Utveckling av en ny kompakt kraftledning för 220 kV baserad på andra generationens koncept för 400 kV.
Kompakta stolpar för övergång mellan ledning och kabel
Konceptuell studie av kompakta kraftledningsstolpar för övergång mellan luftisolerad ledning och kabel vid 400 kV.
PATEL-projektet
PATEL-projektet (Prediction of Thermal Rating for transmission Lines) hade som mål att bedöma hur användbar en prognos över dynamisk överföringsnivå skulle vara - baserat på en vädermodell för kraftledningar. På en 300 kV-överföring mellan Sverige och Norge gjordes mätningar för att jämföra linornas förväntade nedhäng (med hjälp av väderleksprognoser) och det verkliga nedhänget, och man fann goda möjligheter att utveckla denna metod.
Strömlastförmåga hos apparater
Projektets mål var att få fram termiska modeller och testresultat som möjliggör att brytare, frånskiljare och strömtransformatorer kan användas med mer än märkström med hjälp av väderprognoser. Apparater har provats, termiska modeller har förfinats och utvecklats. Ett program som kan användas i kontrollrum för nätverk har också utvecklats.
Mätning av koronaförluster vid rimfrost
För att kunna beräkna vilken inverkan det har på koronaförlusterna vid rimfrost om man ändrar spänningsnivåerna, har mätningar gjorts genom att använda STRI:s klimathall som en koronabur. Mätningar har gjorts på både två- och treledare med en testmetod som har utvecklats av STRI och som gör att frost fäster på en yta.
Mätning av koronaförluster på provspann
För att verifiera resultaten från STRI:s klimathall har mätning av koronaförluster även utförts på STRI:s 400 kV provspann utomhus under vintern 2001-2002. Resultatet visar att både rimfrost och blöt snö är typiska faktorer för koronaförluster vintertid.
Utveckling av "barhandsmetod"
I Norge har straffavgifterna på olevererad elkraft ökat behovet av att kunna byta isolatorer i 130 kV-nätet under drift. STRI har utvecklat en metod för detta tillsammans med ELTEL Services. STRI har haft ansvaret för riskbedömning, elektromagnetiska fält och hälsofrågor samt utbildningen av linjearbetare. Den metod som utvecklats anpassas nu för att användas för 300 och 400 kV.
Diagnostik av ledningsskarvar
Fel på ledningsskarvar på 400 kV-nätet har medfört stora problem för nätoperatörerna i Skandinavien. Ett projekt genomfördes under 2002 och 2003 för att granska olika diagnostikmetoders användbarhet för att fastställa ledningsskarvarnas status. Arbetet kommer att fortsätta med mekaniska prov på ledningsskarvar och med att ta fram en bruksanvisning för diagnostik som tillvaratar de resultat som erhållits.
RCM-studie för Vattenfall
En omfattande RCM-studie har utförts för Vattenfall på ett ställverk i norra Sverige. Studien fokuserade på underhållet av frånskiljare. Resultaten visade att en förändring av underhållsschemat för frånskiljare både kan öka tillgängligheten och minska kostnaderna.
Störmiljö för reläskydd
I störmiljöprojektet har vi mätt snabba ledningsbundna transienter, som genereras internt i kontrollutrustningen i samband med olika manövrar i högspänningsanläggningar. Mätningar har gjorts i nio stationer, och när vi jämför våra mätresultat med befintliga internationella störprovsnormer visar det sig att normkraven i vissa fall är väsentligt mildare än de störningar som förekommer i verkligheten.
Kartläggning av stamnätets elkvalitet
På uppdrag av Svenska Kraftnät har vi kartlagt olika elkvalitetsfenomen i de svenska 220 kV- och 400 kV-näten regelbundet sedan 1994. Mätningarna ligger till grund för beslut om framtida åtgärder och ger dessutom en indikation på aktuell status.
Beräkning av kraftledningsparametrar
De flesta beräkningar inom elkraftsystem baseras på ledningsparametrar. Inom Svenska Kraftnät har beslutats att använda MatLab-modulen PLINE för dessa beräkningar. STRI fick i uppdrag att kort sammanfatta delar av teorierna bakom PLINE samt att vidareutveckla algoritmen i MatLab.
Vi har även beskrivit hur följande ledningsparametrar beräknas, med utgångspunkt från ledningens längsimpedans- och tväradmittansmatriser:
- ledningens symmetriska komponentmatris
- ömsesidig koppling mellan olika trefassystem
- vågimpedans
- vågutbredningshastighet
Tillverkare:
Kompakta ställverksmoduler
Programvara för att dimensionera luftavstånd för kompakta ställverksmoduler för 145-300 kV.
Seriekondensatorers inverkan
Studier av kopplingsöverspänningar på en 400 kV kraftledning före och efter installation av seriekondensatorer.
Tillgänglighet hos förenklade ställverk
Tillgänglighetsstudier har utförts av förenklade konfigurationer för samlingsskenor i ställverk och fördelningsstationer.
Elkvalitets- och EMC-mätningar i Gotland HVDC Light
Efter idrifttagningen av Gotland HVDC Light utförde vi mätningar av bland annat spänningsdippar, övertoner, flimmer, obalans, störström i DC-linjen, strålad och ledningsbunden RI (radio interference) samt förluster. Resultaten från mätningarna har bland annat legat till grund för godkännande av HVDC Light enligt EMC-direktivet.
Mätningar i Hällsjön
HVDC Light-överföringen mellan Hällsjön och Grängesberg är den första i sitt slag. STRI har genomfört ett mätprogram för att verifiera att anläggningen uppfyller kraven på elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) och för att kontrollera elkvaliteten i anslutande nät. Mätprogrammet har omfattat telestörningar längs DC-linjen, övertoner upp till 128:e tonen på AC- och DC-sidan samt flimmer. Dessutom har spänningen på anslutande AC-linje registrerats i frekvensområdet 40-500 kHz för kontroll av att kommunikation med PLC (Power Line Carrier) inte störs. På hjälpkraftmatningen har mätningarna omfattat ledningsbunden radiostörning, strömövertoner och flimmer. Mätresultaten har jämförts både med gällande EMC-krav och med rekommenderade gränsvärden för elkvalitet i kraftnäten.
Elkvalitets- och EMC-mätningar i Gotland HVDC Light
Efter idrifttagningen av Gotland HVDC Light utförde STRI mätningar av bland annat spänningsdippar, övertoner, flimmer, obalans, störström i DC-linjen, strålad och ledningsbunden RI (radio interference) samt förluster. Resultaten från mätningarna har bland annat legat till grund för godkännande av HVDC Light enligt EMC-direktivet.
Direct Link, Australien
Direct Link är en 65 kilometer lång HVDC Light-förbindelse i Australien med märkeffekten 3x60 MVA. Den består av tre parallella likströmssystem, som vart och ett liknar HVDC Light-länken på Gotland.
Syftet med analysen som STRI genomförde under projekteringsstadiet var att beräkna sannolika nivåer på de störningar som orsakas av likströmssidans övertonsströmmar. Vår uppgift var även att föreslå lösningar på hur förläggningen av likströmskablarna skulle utföras för att få en acceptabel störmiljö för de näraliggande signal- och telesystemen.
Italien - Grekland
STRI har utfört beräkningar avseende inducerande strömmar på HVDC-länken längs de DC-ledningar som är landbaserade i Italien och Grekland. Detta är av betydelse för att kunna bedöma förbindelsens störande inverkan på omgivningen. Indata till beräkningarna är baserade på mätningar längs förbindelsen.
Järnvägar:
Övergång från BT till AT
Flera studier har gjorts beträffande övergången från BT-system (booster transformer) till AT-system (auto transformer) i Sverige.
Jämförande studier av matningssystem i Norge
Jämförelser av BTRR-, BTRC- och AT-matningssystem i Norge.
AT-system i Ungern
Ett stort antal studier har genomförts beträffande det ungerska systemet för AT-matning.
Expressjärnväg i Malaysia
Teknisk konsultationer för expressjärnvägen till flygplatsen i Kuala Lumpur, Malaysia.
Processindustri:
Järnmalmsgruva
Isolationskoordination av kraftförsörjningen till en större järnmalmsgruva, omfattande spänningsnivåer mellan 0,4 kV och 145 kV.
Pappersbruk
Studier och mätningar av åsk- och kopplingsöverspänningar i ett 145 kV GIS-ställverk till ett pappersbruk.
Flimmernivå vid stålindustri
Målet var att förutsäga den framtida flimmernivån vid en stålindustri efter en höjning av ugnseffekten samt installation av en SVC-anläggning. Vi på STRI använde oss av de summationsregler för flimmer som vi själva sammanställt. Efter mätningar uppdagades inte mindre än sex olika flimmerkällor av varierande styrka i samhället där stålindustrin är belägen.
Isolationskoordination hos gruvindustri
Transienter och dippar är ett känt problem för många industrier. På uppdrag av ett gruvbolag har STRI gjort en översyn av isolationskoordinationen beträffande skydd mot överspänningar (ventilavledare) och med den som grund lämnat underlag till handlingsplaner för reinvestering i befintliga anläggningar samt för nyinvesteringar. Vi har också utrett hur motorer kan reagera på tidsfördröjning hos underspänningsskydd. Det visade sig att den negativa inverkan av dippar och korta avbrott kan mildras med lämplig tidsfördröjning.
Projekt Elvis för pappers- och massaindustrin
I Elvis-projektet har förslag på åtgärder för att minska elkvalitetsrelaterade störningskostnader för skogsindustrin studerats dels generellt, dels för tre specifika fall; Ortviken-Sydkraft, Gruvön-Fortum och Hallstavik-Vattenfall.
De generella studierna har omfattat koordinering av mätningar i nät och industri, en dialog angående immunitet mot spänningsdippar med tre större leverantörer av varvtalsstyrda motordrifter (ABB, Siemens och Vacon) samt en studie som beskriver hur störningskostnader orsakade av fel i matande kraftnät kan beräknas. Vid Ortviken-Sydkraft har utökade mätningar av spänningsdippar utförts och utbredningen av spänningsdippar i industrins distributionsnät studerats. Vid Gruvön-Fortum har alternativa driftläggningar av regionnätet diskuterats med industri- och nätbolag, samt en studie utförts avseende felströmsbegränsning. I typfallet med Hallstavik-Vattenfall har verkan av olika åtgärder innefattande topplinor, avledare och jordningar studerats både tekniskt och ekonomiskt.
Förutom de tekniska resultaten av projektet har arbetet präglats av en mycket öppen dialog mellan deltagarna. I en gemensam slutsats av projektet framgår bland annat att den form projektet haft bidragit till en ökad förståelse för att många av de elkvalitetsrelaterade störningarna är ett delat problem mellan nätbolag, apparatleverantörer och industri. En öppen dialog mellan de inblandade aktörerna är en förutsättning för att dessa problem skall kunna lösas på ett effektivt och optimalt sätt.