KILE Problematikk FASIT dagene Jørn Schaug-Pettersen, Statnett Avd. for vern og feilanalyse.

Transkript

1 KILE Problematikk FASIT dagene 2009 Jørn Schaug-Pettersen, Statnett Avd. for vern og feilanalyse.

2 Hendelsesforløp

3 Hele hendelsesforløpet 4 min min KILE = ca ,

4 Separatområde med høye spenninger Separatområde kraftverk 1 utkoblet Frek.v.=52,5 Hz kraftverk 2 utkoblet Frek.v.=53 Hz kraftverk 3 utkoblet (trinn2) >U = 130%, 0,3 sek Utkobling/Gjentenning av KB kraftverk 3 vern start (trinn1) >U = 115%, 2 sek Frakobling >I vern, 0,3 sek Kortslutning 2,5 sek 1 sek 0,3 sek

5 Prinsipp for spenningsregulering ved separatområde drift Statnett krav ( KtA, FIKS): Vannkraft- og varmekraftanlegg skal i normal driftssituasjon ha reaktiv kapasitet tilsvarende cos =0,91 kapasitivt og induktivt. All tilgjengelig reaktiv effekt skal brukes til å regulere spenningen. Ved overfrekvens skal de største generatorene kobles ut først. Dersom det er underfrekvensvern, skal dette koble ut på 45 Hz etter 10 sek. Eksempel : G1 = 150 MVA G2 = 75 MVA G3 = 30 MVA G4 = 10 MVA O. Frek.v.= 52 Hz (0,2 s) O. Frek.v.= 53 Hz (0,4 s) O. Frek.v.= 54 Hz (1 s) O. Frek.v.= 56 Hz (1,2 s) 250 MW Lastavslag/sep.område 10 MW Resultat: Samspillet mellom turbinregulatoren/spenningsregulatoren gir ca. 10% overspenning (av og til ca.15%). Frekvensen kan av og til nå rusevernets innstilling (58 70 Hz). I noen tilfeller faller alle generatorer ut

6 Spenningsregulering forts. Figuren nedenfor viser fysiske målinger i nettet, samt feilforløp simulert i Aristo. Avviket mellom simuleringene og de faktiske målingene indikerer at spenningsregulatorene på kraftverkene ikke har regulert tilfredsstillende. På den simulerte kurven med vanlig spenningsregulering ser man at spenningene synker umiddelbart etter at man får separat området (1.) og når kraftverk1 og 2 faller ut (2.). På den målte kurven stiger spenningen gradvis uten antydning til spenningsregulering. Målt 1.) 2.) Simulert 1.) 2.)

7 Spenningen i kraftverk 2 Samplet med 600 Hz. Det gir stort avvik kurveform Harmonisk analyse av spenning samplet med 600 Hz Måleavvik ca.7,8 % A/D kipping

8 Simuleringer av spenningen Målt på sekundært nivå (dvs. faktisk forløp) Simulert i Aristo (for å finne normaltilfellet, dvs. vanlig spenningsregulering) Simulert i PSCAD (for å finne det verste tilfellet, dvs. uten spenningsregulering)

9 Sammenligning av simulering og måling Kraftverk 1 og 2 er her satt i MVAr-regulering uten hurtig spenningregulering og kraftverk 3 satt i spenningsregulering. Dette gir ett forbausende likt resultat med det som er målt

10 Resultat av simuleringene. Konklusjonen fra disse analysene er klare på det punktet at med en velfungerende spenningsregulering ville ikke spenningen ha steget lineært frem mot kortslutningen på kondensatorbatteriet. Den raske responsen fra spenningsreguleringen skal hindre den tilnærmet lineære spenningsstigningen som oppnås når spenningsreguleringen står i manuell/hånd (dvs. MVArregulering)

11 Hva ble konsekvensene? 1. Gjeninnkoblingsautomatikk (GIK) feilaktig avslått Manuell frakobling av parralell-ledningen. 3. Utilstrekkelig spenningsregulering i dette området 4. Gjentenning over kondensatorbatteribryter. 5. Utfall av all produksjon i separatområdet Hvem er KILE ansvarlig???

12 Hva ble konsekvensene? 1. Gjeninnkoblingsautomatikk (GIK) feilaktig avslått. N-1 til N-0 er helt vanlig og skal normalt ikke gi konsekvens. En mislykket gjeninnkobling kan ha mange årsaker, men gir sjelden konsekvens. 2. Manuell frakobling av parralell-ledningen. Separatområdedrift er helt vanlig og skal normalt ikke gi konsekvens. Tidligere ble de fleste nettområder blitt drevet slik i perioder. I dette området har Systemansvarlig ønsket å forsikre seg om at det skulle kunne tåle fullt lastavslag og kunne drives som separatområde. Det har blitt laget en frekvens utkoblingsplan som har blitt implementert. Under dette og tidligere utfall har frekvens innstillingene fungert tilfredsstillende og som oftest har to generatorer (fra to produsenter) blitt liggende inne. 3. Utilstrekkelig spenningsregulering i dette området Spenningsregulering er krav fra systemansvarlig. Det har vært sendt 6 brev fra systemansvarlig til en av produsentene. Spenningsreguleringen i området har vært diskutert. En av produsentene ble i dette området er blitt pålagt å bruke all MVAr tilgjengelig til hurtig spenningsregulering (Samme som alle andre produsenter i Norge). Det er heller ikke tillatt å bruke MVAr begrensere Gjentenning over kondensatorbatteribryter. Spenningsregistreringer viser høye transiente spenninger og disse gjorde store skader på elektronikk i hele området. Enkelte industribedrifter ble liggende ute i 14 dager. Skadeomfanget kom på mange millioner. 5. Utfall av all produksjon i separatområdet Alle generatorene falt ut ihht plan og den generatoren som skulle drive nettet lå i MW balanse, men hadde for høy spenning (slik at den koblet ut på overspenning). Den hadde heller ikke nok MVAr tilgjengelig, slik at den klarte å regulere ned spenningen. KILE: ,

13 Spenningen/produksjon i 10 min perioden før separatområdet ble etablert Produksjons radial Netteier C Netteier B Netteier A

14 Oppsummering KILE ans. Jævlig urettferdig, men reglene er nå slik.. Manglede spenningsregulering ( Forskriftsbrudd?? ) Kombinasjon av for svake KB brytere og for høy spenning Sivilt søksmål