Calculation and Simulation of Generator Protection Relay Settings at Hydropower Plants
Damlin, Henrik (2022)
2022
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022060945501
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022060945501
Tiivistelmä
Vattenkraft är en förnybar energikälla där grundidén är att omvandla energin från de forsande vattenmängderna till elektrisk energi. Fenomenet kallas elektromagnetisk induktion, vilket uppstår i generatorer.
Generatorerna bör skyddas mot farosituationer som kan uppstå genom bland annat kortslutningar, jordslutningar eller överbelastningar. Generatorerna skyddas idag med digitala skyddsreläer, vars inställningar bör ställas in med ytterst noggrannhet för att säkerställa en trygg och optimal drift.
I detta arbete har det undersökts vilka standarder, regler, formler, och krav som bör tas i beaktande då inställningarna av skyddsfunktionerna i reläerna ställs in.
Simuleringsverktyg har även testats och jämförts för att kartlägga ifall något av alternativen skulle vara lämpligt för VEO Oy. Alternativen som inkluderades i arbetet var Powerfactory Digsilent, ETAP och Siemens PSS/CAPE.
Simuleringsverktygen inkluderade simuleringar och beräkningar för kraftverk och nätverkssystem, och det undersöktes hur värdefulla och användbara olika simuleringar var med tanke på inställningen av skyddsfunktionerna. Hydropower is a renewable form of energy, where the main idea is to convert the energy stored in the flowing water to electrical energy. The process is called electromagnetic induction, which is created inside a generator.
The generators must be protected against situations where faults may occur due to short circuits, ground faults, or overloads for instance. Digital protection relays are used today to protect the generators against these faults in order to ensure a safe and optimal operation of the power plant.
In this thesis, it was studied which different standards, rules, equations, and demands apply when determining the settings for the protection functions.
Simulation software have also been tested with the goal to map if any of the candidates would fulfill the needs and requirements of VEO Oy. Simulation software included in the thesis were Powerfactory Digsilent, ETAP, and Siemens PSS/CAPE.
The simulation software included different simulation and calculation tools for power plants and distribution networks. These tools were studied and evaluated whether they would be valuable and useful considering the determination of the protection function settings.
Generatorerna bör skyddas mot farosituationer som kan uppstå genom bland annat kortslutningar, jordslutningar eller överbelastningar. Generatorerna skyddas idag med digitala skyddsreläer, vars inställningar bör ställas in med ytterst noggrannhet för att säkerställa en trygg och optimal drift.
I detta arbete har det undersökts vilka standarder, regler, formler, och krav som bör tas i beaktande då inställningarna av skyddsfunktionerna i reläerna ställs in.
Simuleringsverktyg har även testats och jämförts för att kartlägga ifall något av alternativen skulle vara lämpligt för VEO Oy. Alternativen som inkluderades i arbetet var Powerfactory Digsilent, ETAP och Siemens PSS/CAPE.
Simuleringsverktygen inkluderade simuleringar och beräkningar för kraftverk och nätverkssystem, och det undersöktes hur värdefulla och användbara olika simuleringar var med tanke på inställningen av skyddsfunktionerna.
The generators must be protected against situations where faults may occur due to short circuits, ground faults, or overloads for instance. Digital protection relays are used today to protect the generators against these faults in order to ensure a safe and optimal operation of the power plant.
In this thesis, it was studied which different standards, rules, equations, and demands apply when determining the settings for the protection functions.
Simulation software have also been tested with the goal to map if any of the candidates would fulfill the needs and requirements of VEO Oy. Simulation software included in the thesis were Powerfactory Digsilent, ETAP, and Siemens PSS/CAPE.
The simulation software included different simulation and calculation tools for power plants and distribution networks. These tools were studied and evaluated whether they would be valuable and useful considering the determination of the protection function settings.