Releplan og nettanalyse – grunnlaget for sikker og selektiv beskyttelse av elektriske anlegg
Share
En korrekt releplan og nettanalyse er avgjørende for sikker og stabil drift av elektriske anlegg. Enten det gjelder kraftverk, industri, strømnett, jernbane, større bygg eller andre elektriske installasjoner, må vern og beskyttelsessystemer være dimensjonert og innstilt slik at feil kobles ut raskt, sikkert og selektivt.
En nettanalyse gir nødvendig kunnskap om hvordan kraftsystemet oppfører seg under normal drift og ved ulike feilsituasjoner. På bakgrunn av beregningene kan det utarbeides en releplan med riktige verninnstillinger og dokumentert selektivitet.
Dette bidrar til bedre personsikkerhet, beskyttelse av kostbart utstyr og redusert risiko for unødvendige driftsavbrudd.
Hva er en nettanalyse?
En nettanalyse er en teknisk analyse av det elektriske kraftsystemet. Ved hjelp av modeller og beregninger undersøkes blant annet belastninger, spenningsforhold og feilstrømmer i anlegget.
Analysen kan omfatte hele eller deler av nettet – fra tilknytningspunkt og transformatorer til generatorer, samleskinner, kabler, linjer, motorer og øvrige elektriske komponenter.
Avhengig av anlegget og problemstillingen kan en nettanalyse blant annet omfatte:
- kortslutningsberegninger
- lastflytberegninger
- spenningsberegninger
- jordfeilberegninger
- selektivitetsanalyse
- kontroll av bryteevne og termisk belastning
- vurdering og koordinering av vern
- beregning og dokumentasjon av verninnstillinger
En oppdatert nettmodell gjør det også enklere å analysere konsekvensene av fremtidige endringer i kraftsystemet.
Hva er en releplan?
En releplan beskriver hvordan vernene i et elektrisk anlegg skal konfigureres og stilles inn.
Målet er at riktig vern skal reagere på riktig feil – til riktig tid.
Ved en kortslutning eller annen elektrisk feil skal feilen normalt isoleres så raskt som nødvendig, samtidig som en størst mulig del av anlegget kan forbli i drift. Dette krever koordinering mellom vern på forskjellige nivåer i nettet.
Releplanen kan blant annet inneholde innstillinger for overstrømsvern, jordfeilvern, differensialvern, distansevern og andre relevante beskyttelsesfunksjoner.
Hvilke vernfunksjoner som benyttes, avhenger av blant annet spenningsnivå, nettstruktur, jordingssystem, komponenter og kravene til det aktuelle anlegget.
Kortslutningsberegning som grunnlag for riktige verninnstillinger
Kortslutningsberegning er en sentral del av mange nettanalyser.
Ved å beregne forventede kortslutningsstrømmer på forskjellige steder i nettet kan man blant annet kontrollere om elektrisk utstyr har tilstrekkelig bryteevne og dimensjonere eller kontrollere verninnstillingene.
Det er viktig å kjenne både høye og lave feilstrømmer.
Maksimal kortslutningsstrøm kan være dimensjonerende for brytere, kabler, samleskinner og annet utstyr. Minimum feilstrøm er samtidig viktig for å kontrollere at vernene faktisk registrerer og kobler ut en feil innen nødvendig tid.
En korrekt kortslutningsanalyse gir derfor et viktig teknisk grunnlag både for prosjektering og for utarbeidelse av releplan.
Selektivitet – riktig vern skal koble ut
God selektivitet betyr at vernet nærmest feilstedet kobler ut først, mens resten av det elektriske anlegget i størst mulig grad fortsetter å være i drift.
Dersom vernene ikke er koordinert riktig, kan en lokal feil føre til at større deler av anlegget kobles ut enn nødvendig. I kritiske anlegg kan dette få betydelige konsekvenser for produksjon og tilgjengelighet.
En selektivitetsanalyse sammenligner derfor vernkarakteristikker, innstillinger, feilstrømmer og utkoblingstider gjennom nettet.
Resultatet brukes til å finne en hensiktsmessig koordinering mellom vernene.
Hvorfor bør releplan og nettanalyse sees i sammenheng?
En releplan bør ikke utarbeides isolert fra kraftsystemet den skal beskytte.
Verninnstillinger må baseres på faktiske eller beregnede forhold i nettet, blant annet kortslutningsnivåer, belastningsstrømmer, transformatorstørrelser, kabeldata, generatorbidrag, jordingssystem og nettets oppbygning.
Derfor bør releplan, kortslutningsberegning og selektivitetsanalyse sees som deler av den samme prosessen.
Dette gir et dokumentert grunnlag for verninnstillingene og gjør det enklere å vurdere hvordan en endring ett sted i nettet påvirker beskyttelsen andre steder.
Nettanalyse for kraftverk og produksjonsanlegg
I kraftverk og andre produksjonsanlegg stilles det høye krav til beskyttelse av generatorer, transformatorer, samleskinner og øvrige deler av kraftsystemet.
Generatorer påvirker også kortslutningsforholdene i nettet og kan kreve andre vurderinger enn et rent forbruksanlegg.
En nettanalyse kan brukes til å undersøke forskjellige driftsbilder og feiltilstander og danne grunnlag for koordinering av generatorvern, transformatorvern, nettvern og øvrige beskyttelsesfunksjoner.
Ved nye kraftverk, rehabilitering eller endringer i eksisterende produksjonssystemer er det derfor viktig at releplanen vurderes mot den faktiske nettmodellen.
Releplan og nettanalyse for industri
Industribedrifter har ofte komplekse interne kraftsystemer med transformatorer, store motorer, frekvensomformere, generatorer, høyspentfordeling og omfattende lavspentinstallasjoner.
En feil i feil del av systemet kan føre til produksjonsstans og betydelige økonomiske konsekvenser.
God koordinering av vern kan begrense omfanget av en feil og bidra til høyere tilgjengelighet i anlegget.
Nettanalyser er derfor aktuelle både ved prosjektering av nye industrianlegg og ved utvidelser eller endringer i eksisterende anlegg.
Nettanalyse og vern i jernbaneanlegg
Jernbane og annen elektrifisert transport har spesielle krav til kraftforsyning, tilgjengelighet og beskyttelse.
Her kan analyser av feilstrømmer, spenningsforhold og selektivitet være viktige for å dokumentere hvordan anlegget oppfører seg ved forskjellige drifts- og feilsituasjoner.
Metodikk og analyseomfang må tilpasses det aktuelle kraftsystemet og gjeldende tekniske krav.
For nettselskaper, rådgivere og elektroentreprenører
Nettanalyse og releplan er også relevante i forbindelse med prosjektering, nettilknytning, ombygginger og idriftsettelse.
For nettselskaper kan analysene blant annet benyttes ved endringer i distribusjons- og regionalnett og ved tilknytning av ny produksjon eller nytt forbruk.
For rådgivende ingeniører og elektroentreprenører kan en nettanalyse gi et dokumentert beregningsgrunnlag som kan brukes videre i prosjektering, valg av utstyr, vernkoordinering og idriftsettelse.
Dette kan være spesielt nyttig i prosjekter der flere aktører arbeider på forskjellige deler av det samme elektriske systemet.
Når bør releplanen oppdateres?
En eksisterende releplan bør vurderes når det skjer vesentlige endringer i nettet.
Det kan for eksempel være ved utskifting eller endring av transformatorer, nye generatorer, endrede nettforhold, nye kabler, utvidelse av anlegget eller utskifting av vern og koblingsanlegg.
Selv om eksisterende vern fortsatt fungerer teknisk, betyr det ikke nødvendigvis at de gamle innstillingene fortsatt er optimale etter at kraftsystemet er endret.
En oppdatert nettanalyse kan avdekke dette før det oppstår en reell feilsituasjon.
Fra nettmodell til ferdig releplan
Arbeidet starter normalt med innsamling og kvalitetssikring av tekniske data for anlegget. Deretter bygges eller oppdateres en nettmodell som representerer det aktuelle kraftsystemet.
På denne modellen kan nødvendige beregninger og analyser gjennomføres.
Resultatene brukes videre til å koordinere vern og fastsette aktuelle innstillinger. Den ferdige releplanen dokumenterer vernfunksjoner og innstillinger slik at resultatet kan benyttes videre ved kontroll, programmering og idriftsettelse.
En strukturert prosess gir sporbarhet mellom anleggsdata, beregninger og de endelige verninnstillingene.
Behov for releplan eller nettanalyse?
Skal dere bygge nytt elektrisk anlegg, utvide et eksisterende kraftsystem eller kontrollere om dagens verninnstillinger fortsatt er riktige?
Vi kan bistå med nettanalyse, kortslutningsberegninger, selektivitetsanalyse og utarbeidelse av releplan for blant annet kraftverk, nettselskaper, industri, jernbane, entreprenører og andre virksomheter med elektriske kraftsystemer.
Ta kontakt for en vurdering av anlegget og hvilket analyseomfang som er nødvendig.