Stabilitet i 22kV distribusjonsnett

Abstract

De senere årene har det vært en økning i utbygging av små produksjonsenheter i distribusjonsnettet. I dag benyttes distribusjonsnettet i hovedsak til å fordele kraft fra overliggende nett. En tilknytning av ny produksjon i slike nett vil medføre utfordringer for netteier når det gjelder spenningskvalitet og leveringssikkerhet og krever ofte oppgraderinger for å kunne opprettholde stabil og sikker drift. Distribusjonsnettet er mer utsatt for forstyrrelser som er en utfordring når det kommer til stabilitet. Grunnet radial utforming med enveis effektflyt vil ofte tilknytning av generatorer i svake distribusjonsnett måtte trekke store mengder reaktiv effekt for å takle spenningsforholdene. Dette medfører at stabilitetsmarginene blir lavere og selv små forstyrrelser kan føre til utfall av generatorer. Nordkraft Nett AS drifter et 22-kV distribusjonsnett sør for Narvik med to småkraftverk tilknyttet samleskinnen på Ofoten sekundærtrafo. Det er planlagt tilknytning av et nytt kraftverk på denne avgangen som fører til økt strømføring og belastning av aktuell linje. Det er derfor ønskelig å analyser påvirkningen en slik tilknytning vil ha på systemet men også for å kunne dimensjonere vern og lignende etter dette. Denne oppgaven tar for seg lastvinkelstabilitet i et 2/3-maskinsystem ved hovedsakelig symmetrisk kortslutning i distribusjonsnettet. Det er også sett på mindre alvorlige kortslutninger som tofase-feil og jordfeil. Tilknytning av nytt kraftverk medfører en nødvending oppgradering av linjenettet mot aktuelt tilknytningspunkt for å kunne takle den nye produksjonen. Det medfører krav til reaktiv effektregulering for kraftverkene. En tilknytning vil også påvirke systemets dynamiske stabilitet og derfor er det utført dynamisk analyse for å undersøke dette. Av analysene kommer det frem at systemet krever relativ rask utkobling av feil ved kortslutning på naboavgang for å oppnå transient stabilitet. Maksimal FKT for et slikt tilfelle er 235ms hvor SINTEF anbefaler 250ms. Det er Lappvikelva som er mest påvirket av en slik feil siden det er generatoren nærmest feilstedet. Det er først og fremst trefase kortslutning som gir alvorligst feil og størst dynamisk påvirkning. For å ytterligere øke stabiliteten kan det ved benyttes eksterne komponenter eksempelvis dempetilsats.