Phase to Phase logo 261px

ICT voor elektriciteitsnetten
 

Publicaties

De pakketten van de Vision Power Range worden continu geupdate. Aan de hand van technische mogelijkheden, of aan de hand van verzoeken uit de markt. Een deel van de rapporten over het onderzoek voor elektro-technische updates en functionaliteit kunt u hier vinden.

Hieronder kunt u per onderwerp de intro van de verschillende publicaties lezen en eventueel het bijbehorende rapport downloaden.


Negengeleiderloadflow

De negengeleiderloadflow maakt het mogelijk berekeningen uit te voeren aan LS-netten met een geïntegreerd OV-net. Dit rapport presenteert de ontwikkelingen bij de modellering ervan.

Berekeningen aan netten in eilandbedrijf

Er bestaat behoefte aan een methode voor loadflowberekeningen voor netten in eilandbedrijf, zoals op schepen en boorplatforms en zoals dat kan voorkomen bij industriële netten die soms los van het externe net komen te staan. Een loadflowberekening vereist echter altijd een netvoeding, waarin een "Swingbus" is opgenomen. Een loadflow zonder swingbus werkt in principe niet, zodat er een creatieve oplossing gevonden moet worden.In de oplossing is met name aandacht besteed aan de vermogensverdeling over de generatoren.
Voor een inleiding over de oplossing, zie:

Het gebruik van patronen voor belasting, opwekking en netvoeding

De functionaliteit die patronen combineert in de loadflowberekeningen is vooral interessant voor het Asset Management. In een korte presentatie worden de mogelijkheden van het gebruik van profielen voor belasting en opwekking toegelicht. Deze presentatie geeft een inleiding voor het invoeren van een patroon, het koppelen aan belasting, opwekking en netvoeding, het model van de belasting en het belastingsgedrag. In een voorbeeld wordt de uitwerking op spanning, stroom en netverlies gedemonstreerd. Voor de presentatie, zie:

Analyse Netflicker in laagspanningsdistributienetten

Tijdens de Gaia gebruikersmiddag op 18 november 2004 is een voorstel gedaan voor de analyse van de spanningsfluctuaties in het laagspanningsnet. Dit rapport geeft nader inzicht in de definitie en de berekening ervan. Eerst volgt een korte uiteenzetting van de theorie rond het fenomeen netflicker. Vervolgens worden de eisen vanuit de Netcode toegelicht. Daarna volgt een uiteenzetting over de bijdrage van motoren aan de netflicker en tenslotte wordt ingegaan op de concrete netflicker in een laagspanningsdistributienet.

Vijfgeleiderloadflow

Gaia is uitgebreid met een vijfgeleiderloadflow. Hiermee kunnen alle fasegeleiders, de nulgeleider en de aardgeleider apart in detail berekend worden. De modellering is gepresenteerd op de Gaia gebruikersmiddag op 18 november 2003. Dit rapport geeft een impressie.

Stochastische loadflow

Netten voor elektriciteitsdistributie zijn over het algemeen ruim gedimensioneerd. Omdat de belasting van klant tot klant sterk kan fluctueren, hebben elektriciteitsbedrijven altijd het zekere voor het onzekere genomen en de kabels dikker dan strikt nodig gekozen. De belastingen werden in het ontwerpproces met hun maximale waarde aangenomen. Hierdoor wist de ontwerper absoluut zeker dat de elektrische spanning nooit onder de gestelde eisen zou komen. Tegenwoordig kiezen de elektriciteitsbedrijven voor kostenbesparing. Een andere ontwerpmethode ten aanzien van de kabels kan tot besparingen leiden. Door de introductie van stochastische technieken in de modellering van de belastingen in het net worden de marges minder groot genomen en kunnen de kabels beter worden gekozen in relatie tot het werkelijke gedrag in de praktijk. Over dit onderzoek is gerapporteerd in twee delen.
Het eerste rapport beschrijft het stochastisch model van de belasting.
Het tweede rapport beschrijft het algoritme van de stochastische loadflow.

Stroomcompensatie bij transformatorregelingen

Stroomcompensatie is bedoeld om het spanningsverlies over een verbinding te compenseren in de spannings-regeling van een voedingstransformator. Het komt nogal eens voor dat de invloed van de stroomcompensatie in de transformatorregeling niet goed wordt begrepen. Dit document gaat kort in op de keuze van de compensatie-impedantie en de invloed van diverse belastingen en opwekkers.

Het gebruik van netvoedingen

Wij adviseren het aantal netvoedingen zoveel mogelijk te beperken. Een netvoeding heeft een vaste spanning in grootte en hoek (0° ). Bij koppeling van meerdere netvoedingen ontstaan verschilhoeken in het net die in de praktijk nooit voor zullen komen. Omdat Vision alle optredende stromen berekent aan de hand van de modulus en hoek van de knooppuntspanningen, zijn de berekende stromen geen reëele afbeelding van de werkelijkheid. Wij adviseren daarom in gekoppeld verband slechts één netvoeding toe te passen. Indien uw net op verschillende plekken door een "extern net" gevoed wordt, adviseren wij zoveel mogelijk te werken met equivalente verbindingen. Eventuele centrales kunt u modelleren als synchrone machines met spanningsregeling en de grootste en verste centrale kunt u aanwijzen als netvoeding.

Aanloop van asynchrone motoren in een laagspanningsnet

In een laagspanningsnet, met overwegend Ohmse verbindingen, valt de spanningsdip bij het inschakelen van de asynchrone machine erg mee bij een lage cos(phi) tijdens aanloop. Tijdens het aanlopen wordt de cos(phi) groter. Tegelijkertijd echter neemt de verhouding Istart / Inom af. In die gevallen dat de cos(phi) sneller toeneemt dan de aanloopstroom afneemt, wordt de ergste spanningsdip dus niet veroorzaakt door het moment van inschakelen, maar door een specifiek moment verderop in het aanloopproces. Dit verschilt van machine tot machine. Hiermee kan rekening gehouden worden door een iets grotere cos(phi) bij aanloop in te vullen in de motorendatabase (T_ASM.DAT).

Berekening van de restcapaciteit in een distributienet

In sommige situaties moet de schakelsituatie in een MS-distributienet gewijzigd worden: in geval van te plegen onderhoud of bij het verschakelen in storingssituaties. De op een knooppunt maximaal bij te schakelen stroom wordt bepaald door de reeds bestaande belasting van alle voedende kabelverbindingen. In praktijk wordt deze stroom "Restcapaciteit" of "Uitvoeding" genoemd. In Vision is een functionaliteit aangebracht, die de maximaal bij te schakelen stroom op knooppunten berekent. Dit document gaat kort in op de methode.

De Newton-Raphson loadflow kort beschreven

De methode die in Vision wordt toegepast om de spanningen en stromen in een elektriciteitsvoorzieningssysteem te berekenen is de loadflow volgens Newton-Raphson. De methode is voor het eerst beschreven in 1961 en 1967. De loadflow convergeert snel naar een oplossing en vanaf de introductie van sparse matrixtechnieken en optimale ordening ten behoeve van het eliminatieproces waren geheugenruimte en rekentijd geen probleem meer. De Newton-Raphson loadflow is met succes beproefd en is wereldwijd geaccepteerd. Dit document geeft een korte technische beschrijving (voor de liefhebbers).

Divergeren van de loadflow

Soms komt het voor dat een loadflowberekening niet wil oplossen. Hierbij wordt de melding gegeven: "maximum aantal iteraties bereikt" of "oplossing divergeert". De methode om dit op te lossen is:

  1. Zet alle belastingen op constant Y en kijk of de spanningen bijzonder hoog of laag worden. Vooral als van een of meerdere verbindingen de impedantie in verhouding tot het te transporteren vermogen groot is, zal bij constante PQ geen oplossing mogelijk zijn en de spanningen bijzonder laag kunnen worden.
  2. Bekijk of er veel verbindingen zijn met een weerstand R = 0 Ohm of een reactantie X = 0 Ohm. Een korte koppelverbinding heeft immers al gauw een impedantie van 0.01 Ohm.
  3. De waarde van Sbasis, te wijzigen met Extra | Opties | Berekening, moet aangepast zijn om de vermogens die in het net voorkomen. Een exacte formule is niet te geven, maar we moeten hierbij Sbasis ongeveer dezelfde orde-grootte maken als de vermogens die het meest voorkomen bij opwekking, belasting en transport door de verbindingen in het netmodel. Het volstaat hierbij te kiezen uit bijvoorbeeld 10, 100 of 1000 MVA.


IEC 909 versus Storing Sequentieel

In Vision zijn twee manieren geïmplementeerd om de kortsluitstroom te berekenen, namelijk volgens IEC 909 en volgens de methode van de Sequentiële Storingsanalyse.

De kortsluitberekening volgens IEC 909 is van oorsprong een handberekening en is gebaseerd op een aantal aannames. De werkelijke belasting, opwekking en spanningen vóór de fout zijn niet van invloed op de berekening. Om de berekening hanteerbaar te houden, zijn omgevingsparameters zodanig in factoren ondergebracht, dat altijd een zekere veiligheidsmarge in de resultaten aanwezig is. Hierom zal de methode volgens IEC in de meeste gevallen een ongunstiger beeld geven dan de berekening volgens de Sequentiële Storingsanalyse.

De Sequentiële Storingsanalyse berekent alle kortsluitstromen en spanningen, uitgaande van de pre-fault condities, zoals belasting, opwekking en spanningsverdeling in het net. Alle actuele instellingen en waarden worden in de berekening meegenomen. Deze methode is in principe omvangrijk en daarom alleen geschikt voor berekening met een computerprogramma en niet geschikt voor berekening met de hand.

Invloed trapinstelling transformator op de secundaire (kortsluit)stroom

De berekening van een kortsluitstroom kan in Vision op twee manieren plaatsvinden: met [storing sequentieel] en met [IEC 909]. Indien de trapinstelling van de transformator wijzigt, reageert bij beide berekeningsmethoden de secundaire kortsluitstroom op een andere manier: door toename van de overzetverhouding neemt de secundaire kortsluitstroom af bij berekening volgens Storing sequentieel, maar neemt toe volgens IEC 909. Hoe komt dit? In het bijgaande document lichten we dit fenomeen toe.

Mantelstromen in éénfase kabels bij een éénfase aardsluiting

In een enkel geval is het wenselijk om met Vision de mantelstromen te berekenen bij een sluiting tussen één fase en de mantel bij een verbinding, bestaande uit drie éénfase-kabels. Dit document gaat kort in op het gebruik van de homopolaire kabelgrootheden.

Fasestromen bij een tweefase-aardfout

Het valt wel eens op dat bij berekening van een kortsluiting tussen twee fasen en aarde de fasestromen niet gelijk aan elkaar zijn. Dit verschijnsel treedt zowel op bij de methode volgens IEC 909 als bij de methode volgens Storing Sequentieel. Men zou verwachten dat in een symmetrisch driefasensysteem de stromen in de kortgesloten fasen wel gelijk zouden zijn. Hoe zit dat?

Dynamisch gedrag kortsluitstromen

In een korte uiteenzetting wordt ingegaan op de verschillen tussen IEC 909 methode en de methode van de Sequentiële Storingsanalyse. In het bijzonder over de berekening van de aanvangskortsluitstroom, de piekstroom, de uitschakelstroom en de stationaire kortsluitstroom.


Beveiligingscomponenten in Vision

Dit rapport geeft een uiteenzetting van de beveiligingscomponenten gemodelleerd in Vision Network Analysis. Om de werking van beveiligingscomponenten te bestuderen zijn in Vision meerdere tools voorhanden. De modellering van beveiligingscomponenten, het algehele netwerk en de kortsluiting zijn hierbij cruciaal. Over de modellering van netwerken en kortsluitingen is al veel gepubliceerd. Dit rapport beschrijft de werking en de modellering van diverse beveiligingscomponenten voornamelijk praktisch aan de hand van diverse voorbeelden.

Mogelijkheden met beveiligingen

De beveiligingsmodule in Vision biedt de mogelijkheid de goede werking van de beveiligingen te analyseren. Met name in vermaasde netten of in netten met veel motoren en generatoren kunnen de gebeurtenissen vrij complex zijn. Vooral door parallelle paden en terugvoeding van machines kunnen onverwachte stromen vloeien.
De beveiligingsmodule bevat enkele specifieke functies, zoals de berekening van de selectiviteit aan de hand van kortsluitingen op geselecteerde punten.
De inhoud van dit rapport is gepresenteerd op de Vision gebruikersdag op 15 december 2004 en gaat in op de grafische presentatiemogelijkheden die Vision biedt als ondersteuning bij het beveiligen van een netwerk. Aan de hand van een eenvoudig model van een industrienet worden de mogelijkheden toegelicht.

Beveiligingsberekeningen in Vision

Het beveiligingssysteem kan met Vision worden geanalyseerd met de Simulatie- en de Selectiviteitsmodule. De simulatiemodule geeft gedetailleerde informatie over de gebeurtenissen tijdens een kortsluiting. De selectiviteitsmodule geeft inzicht over de selectiviteit van de beveiligingen voor een bepaald gebied. Dit document geeft snel inzicht in de twee modules (in Engels).

Beveiligingen

De implementatie van beveiligingen in Vision is gepresenteerd op de Vision gebruikersdag op 11 december 2002. In 2002 zijn de beveiligingen uitgebreid met de aardfout-, spannings- en distantiebeveiligingen. Tevens is het begrip van de kortsluitrichting aangescherpt. De presentatie is gebundeld in een rapport. Dit rapport beschrijft de implementatie van de beveiligingen in Vision.


Incorporating Reliability Calculations in Routine Network Planning: Theory and Practice

Dit rapport beschrijft de implementatie van betrouwbaarheidsberekeningen in de routinematige netwerkplanning binnen een distributiebedrijf. Eerst worden de recente ontwikkelingen belicht. Daarna wordt ingegaan op de bijdrage van de MS-netten op de totale betrouwbaarheid. Vervolgens worden de basis en de realisatie in Vision toegelicht en tenslotte de praktische implementatie en de toepasbaarheid van de berekende resultaten.

Mogelijkheden met betrouwbaarheid

De betrouwbaarheidsmodule in Vision biedt de mogelijkheid de faalkans- en niet-beschikbaarheidskentallen van een distributienet te analyseren. Deze berekening kan door de vele factoren en herstel-mogelijkheden vrij complex zijn. Aan de hand van een voorbeeldnetwerk wordt het gebruik van de betrouwbaarheidsmodule toegelicht. Met name de invoer van betrouwbaarheidsgegevens en de analyse met behulp van de grafische presentatiemogelijkheden komen aan bod. De inhoud van dit rapport is gepresenteerd op de Vision gebruikersdag op 15 december 2004.

Betrouwbaarheid

Ook al is de Nederlandse elektriciteitsvoorziening zeer betrouwbaar, toch was er behoefte aan een computerprogramma om de betrouwbaarheid op eenvoudige wijze uit te rekenen. Door besparingen gedreven worden de marges in de netten steeds kleiner. Bovendien nemen de klanten de eventuele storingen niet meer zomaar voor lief. Met de gerealiseerde betrouwbaarheidsmodule van Vision kunnen nu de gevolgen van de investeringen in het net op de betrouwbaarheid worden geëvalueerd. Een uitgebreide beschrijving van het in Vision toegepaste model is beschikbaar.


Harmonischen in Vision

De harmonischen module in Vision geeft inzicht in het gedrag van de stromen en spanningen bij hogere frequenties in het net. Hiervoor zijn twee functies beschikbaar: de harmonische loadflow en de berekening van het impedantiespectrum. Dit document gaat in op de modellering van de componenten.

Algemeen

Kabels

Transformatoren

Machines

Netmodel



Algemeen

Strand-Axelsson

De Strand-Axelsson methode is bedoeld voor het berekenen van de te verwachten maximale belasting van componenten, zoals de transformator.
De gelijktijdigheid van de afzonderlijke belastingen kan met de methode van Strand-Axelsson worden gemodelleerd. Deze methode beschrijft de verlaging van de gelijktijdigheid door de toename van het aantal belastingen.

Bedrijfsaarde

De bedrijfsaarde heeft betrekking op de veiligheid. Het is mogelijk om met Gaia de bedrijfsaarde van een net te berekenen. Dit rapport licht de methode toe.

Mogelijkheden met macro's

De macro's in Vision bieden de mogelijkheid om automatisch repeterende bewerkingen op een netmodel uit te voeren. Zo kunnen diverse tijdrovende studies via de krachtige macrotaal geautomatiseerd worden. De resultaten kunnen als tekst of in een spreadsheet gerapporteerd worden. Aan de hand van een viertal voorbeelden wordt het gebruik van de macro's toegelicht.
De inhoud van dit rapport is gepresenteerd op de Vision gebruikersdag op 15 december 2004.

Alternative Approach for a Total Integrated Secondary Installation in MV Substations Covering all Possible and Required Functions

Dit document beschrijft een eenvoudig, flexibel en goedkoop automatiseringsconcept voor MS onderstations. Het concept omvat een volledig geïntegreerd systeem, inclusief nauwkeurige data acquisitie, bemeting, beveiliging en besturing. Het concept voldoet aan IEC 61850.

Foutplaatslocalisatie

Dit artikel beschrijft de methode voor het automatisch detecteren van de foutplaats bij een kortsluiting in een radiaal bedreven middenspanningsnet. De methode wordt voor het eerst toegepast in een distributienet van NUON. De uitgangspunten van de methode worden kort toegelicht en specifieke aandacht gaat uit naar de modellering van het expertsysteem. Het artikel is samen met NUON gepresenteerd tijdens Cired 2003 in Barcelona en is gepubliceerd in de proceedings. Toegevoegd is de tekst van de presentatie, waar enkele aanvullende opmerkingen zijn opgenomen over de nauwkeurigheid van de methode aan de hand van metingen in het betreffende middenspanningsnet. Beide publicaties zijn geschreven in het Engels.
Artikel
Presentatie

Invloed decentrale opwekking en opslagsystemen op de modellering van LS-netten

Netstructuren en hiermee ook de leveringszekerheid veranderen door steeds meer toepassing van WKK en de introductie van opwekking met behulp van wind, zon, brandstofcel en de mini WK. Daarnaast zullen ook elektrische opslagsystemen hun intrede gaan vinden. Naast de leveringszekerheid van dergelijke systemen zijn er ook andere vraagstukken die een directe relatie hebben met decentrale opslag en opwekking in elektriciteitsnetten. Een belangrijk vraagstuk is bijvoorbeeld waar men decentrale opslag of opwekking dient te plaatsen in het netwerk (lokaal bij de verbruikers of op middenspanningsniveau) en hoeveel en hoe groot de te gebruiken componenten dienen te zijn. De ontwerpen moeten bovendien worden beoordeeld op technische haalbaarheid, waar zaken aan de orde komen als: netbelasting, over- en onderspanning, spanningsfluctuaties en aanraakveiligheid. Over dit onderzoek is gerapporteerd in twee delen.
Het eerste rapport beschrijft het gedrag van de decentrale opwekkers.
Het tweede rapport beschrijft de modellering van de opslagsystemen.

Low-Voltage distribution network design - Safety and cost optimization

Dit document beschrijft de technische en economische factoren die tot de verwezenlijking van het computerprogramma Gaia leidden, waarmee wezenlijke besparingen in investeringen kunnen worden gerealiseerd. Naast de spanningskwaliteit speelt de veiligheid van de klant een belangrijke rol in het netontwerp en in de functionaliteit van het programma. Het document beschrijft de praktische bruikbaarheid van het programma en hoe het zelfs tot specificaties van een nieuwe generatie van snelle zekeringen leidde.
Voor het artikel (in Engels), zie:
Dit artikel is ook verschenen in T&D World magazine. Zie: http://tdworld.com/overhead_distribution/power_nuon_enhances_safety/.

Safety, a very important factor in Cost Optimal LV Distribution Network Design

Dit artikel beschrijft de modelvorming die is toegepast in het programma Gaia. Het beschrijft waarom voor een specifiek aardingssysteem wordt gekozen. De uitgangspunten van de optimalisatiemethode en de veiligheidsaarding worden kort toegelicht en specifieke aandacht gaat uit naar de modellering van de laagspanningskabels. Het artikel is samen met NUON gepresenteerd tijdens Cired 2001 in Amsterdam en is gepubliceerd in de proceedings. Toegevoegd is de tekst van de presentatie, waar enkele aanvullende opmerkingen zijn opgenomen over de validatie van de modellen en de implementatie in de praktijk van NUON. Beide publicaties zijn geschreven in het Engels.
Artikel
Presentatie

Berekening van de aanrakingsveiligheid in Gaia

Er zijn twee manieren om installaties van klanten te beveiligen. De oudst bekende manier is aarding via het TT-stelsel, waar de veiligheidsaarde van de klant op een lokaal punt wordt geaard. Een andere methode is aarding via het TN-stelsel, waar het elektriciteitsnet de aarde via de aansluitkabel aanbiedt. In verhouding met het TT-stelsel is het TN-stelsel een complex systeem. Er moet veel meer berekend worden. Dit document gaat kort in op de achterliggende norm over de veiligheidsaarding en de modellering in Gaia.

Rekenen op aarde

Aardingsveiligheid in laagspanningsnetten is een belangrijk onderwerp in Nederland. Alternatieven worden onderzocht. Die alternatieven zijn echter rekenintensief. Er is een computerprogramma ontwikkeld, Gaia genaamd, waarmee de belangrijkste analyses kunnen worden uitgevoerd. Gaia is afgestemd op de dagelijkse praktijk van de netwerkplanners en zal uitgroeien tot een integraal planningspakket voor laagspanningsnetwerken. Dit document gaat kort in op de achterliggende norm over de veiligheidsaarding en de modellering in Gaia.

Modeling of distribution system power electronics

Dit document beschrijft een aantal vermogenselektronische componenten en geeft aanwijzingen voor implementatie in netwerkberekeningen (in engels).

Kabels

Fase-aardfouten in asymmetrische kabelsystemen: modellering en analyse

Gaia LV Network Design maakt gebruik van de gehele impedantiematrix, waarbij alle geleiders met inbegrip van de mutuele koppelingen meegenomen worden. In dit rapport wordt de totstandkoming van deze impedantiematrix toegelicht en worden de resultaten van eenfase-aardsluitingen in Gaia voor verschillende casussen met handberekeningen gevalideerd.

Belastbaarheid van kabels

Naast de bekende norm IEC 287 voor kabelbelastbaarheid bestaat de norm IEC 853 voor de dynamische kabelbelastbaarheid. In het geval van een dagelijks wisselende belasting zal de kabel niet de maximale temperatuur hebben bereikt. Met die wetenschap is het mogelijk om de kabel tijdelijk meer dan nominaal te belasten. Phase to Phase werkt aan een gebruiksvriendelijk computerprogramma om de stationaire en de dynamische belastbaarheid van kabels te kunnen berekenen. Dit rapport beschrijft de methode.

Geleiderweerstand en stroombelastbaarheid kabels

Dit document geeft een overzicht van de geleiderweerstand en de maximale stroombelastbaarheid van kabels die in de kabeldatabase van Vision zijn verwerkt. Het document geeft de uitgangspunten en de bronnen weer.

Invloed geleidertemperatuur

De laagspanningskabels, die standaard in de kabeldatabase van Gaia worden meegeleverd, hebben een geleiderweerstand die overeenkomt met een geleidertemperatuur van 30 graden. Het is namelijk niet reëel om met de weerstand te werken die overeenkomt met de maximum geleidertemperatuur van 55 graden. Wat is de invloed van de geleidertemperatuur op de resultaten?
Conclusie uit de beschouwing is dat altijd rekening gehouden moet worden met de nauwkeurigheid, die bepaald wordt door externe invloeden. Zo kunnen de berekende spanningen vaak wel één, soms twee Volt hoger of lager uitkomen.

Homopolaire impedanties kabels

Voor het uitvoeren van asymmetrische kortsluitberekeningen maakt Vision gebruik van de methode van symmetrische componenten. De symmetrische componentenmethode is een rekenmethode om in een symmetrisch driefasensysteem met behulp van een transformatie gemakkelijker asymmetrische belastingen en verstoringen te berekenen. Met de transformatie gaat een gekoppeld driefasen systeem over in drie onafhankelijke éénfase systemen.
Voor het berekenen van asymmetrische verschijnselen zijn homopolaire gegevens van onder meer kabels en transformatoren noodzakelijk. Bij kabels zijn deze homopolaire gegevens afhankelijk van de ligging in de grond. Ook de nabijheid van bijvoorbeeld stalen buizen of tramrails heeft invloed op de homopolaire impedantie. Dit is de reden dat in de bij Vision meegeleverde componentendatabase voor kabels deze gegevens ontbreken.
Dit rapport gaat in op de factoren die van invloed zijn op de homopolaire impedantie. Ook wordt kort ingegaan op de fenomenen Retourpad en Aarde.

Transformatoren

Invloed overzetverhouding op gedrag transformatoren

Nominale transformatorspanningen kunnen afwijken van de nominale knooppuntspanningen waar de betreffende wikkelingen op zijn aangesloten. Afwijkende nominale spanningen hebben in ieder geval invloed op de loadflow resultaten, maar ook op de resultaten van de kortsluitberekeningen. Een en ander wordt in het document toegelicht aan de hand van voorbeelden.

De werking van de nulpuntstransformator

De nulpunttransformator, ook wel aardingstransformator genoemd, bestaat uit een zigzag gewikkeld stelsel windingen op een driebenig juk. Dit document gaat in op de bouw, de werking en de modellering in Gaia en Vision.

Driewikkelingstransformator

Bij de driewikkelingstransformator was het tot versie 4.3 alleen nog mogelijk aan alle combinaties van ster- en driehoekwikkelingen te rekenen. Aangezien er ook belangstelling was voor de transformator met zigzag wikkelingen, zijn die vanaf versie 4.3.1 in het model ingebouwd. Zo is het vanaf nu mogelijk om te rekenen aan alle mogelijke combinaties met Y(D), D en Z(N) wikkelingen. Een korte inleiding tot de toepassing van deze transformatortypen in Vision is beschikbaar.

Speciale transformatoren

Speciale transformatoren zijn componenten die een andere modellering vereisen dan normale tweewikkel en driewikkeltransformatoren. Er bestaat namelijk een grote verscheidenheid aan regeltransformatoren, zowel wat spanningsniveaus betreft als de opbouw. Onder speciale transformatoren verstaan we onder andere de spaartransformatoren, de spaarboostertransformatoren, de spaartransformatoren met ingebouwde nulpuntstransformator, de laagspanningsregelaars met continue regeling en de laagspanningsregelaars met roterende regeling.
In Vision en Gaia is een aantal van deze transformatoren geprogrammeerd. Zij hebben gemeen dat sommige parameters zoals de kortsluitspanning en het kortsluitvermogen sterk van de trapstand afhankelijk kunnen zijn. Dit document beschrijft enkele bijzonderheden ten aanzien van de modellering en de toepassing in Vision en Gaia.

Stroomcompensatie bij transformatorregelingen

Stroomcompensatie is bedoeld om het spanningsverlies over een verbinding te compenseren in de spannings-regeling van een voedingstransformator. Het komt nogal eens voor dat de invloed van de stroomcompensatie in de transformatorregeling niet goed wordt begrepen. Dit document gaat kort in op de keuze van de compensatie-impedantie en de invloed van diverse belastingen en opwekkers.

Machines

Bekrachtigingssystemen en spanningsregeling van generatoren

De basisfunctie van een bekrachtigingssysteem is het leveren van een geregelde dc-stroom aan de veldwikkelingen van de synchrone generator. Door deze stroom te variëren, varieert het magneetveld van de rotor en daarmee de in de stator-wikkelingen geïnduceerde spanning. Dit rapport geeft een gedetailleerde beschrijving van de 20 in Vision beschikbare bekrachtigingsmodellen en een algemene beschrijving van de functie hiervan. In het laatste hoofdstuk wordt een voorbeeld uitgewerkt van een dynamische studie in een industrieel netwerk (in Engels).

Turbine- en vermogensregeling van generatoren

Naast de bekrachtiging van de veldwikkelingen wordt het gedrag van een synchrone generator beïnvloed door het aandrijvende werktuig en zijn regeling. Met name voor de analyse van transiënte stabiliteit, waar het gaat over de bestudering van de consequenties van grote evenwichtsverstoringen, is het van belang dat het gedrag van de turbine en vermogensregeling correct gemodelleerd is. Dit rapport beschrijft de algemene werking van de turbine- en vermogensregeling en de geeft een gedetailleerde beschrijving van de in Vision beschikbare modellen (in Engels).

Modellering windturbines met Vision

Een windturbine moet in Vision worden gemodelleerd met een asynchrone of synchrone generator en een of meer condensatoren. Daar komen in veel gevallen nog een transformator, interne kabelsystemen en een beveiliging bij. In het geval dat vermogenselektronica is toegepast wordt ook een (negatieve) belasting gebruikt. Bij het modelleren moet men ermee rekening houden dat het model van de windturbine zowel bij loadflow als bij kortsluitingen de werkelijkheid goed benadert. Een en ander wordt in het document toegelicht aan de hand van voorbeelden.

Model van de asynchrone machine

De asynchrone machine wordt gemodelleerd met een zodanige combinatie van impedanties en vermogensinjectie, dat het gedrag in loadflow- en kortsluitberekeningen een voldoende nauwkeurig resultaat oplevert. Veel computerprogramma's modelleren de asynchrone machine als een gegeven onveranderlijke belasting. Voor de implementatie in Vision is gekozen voor een model dat nauwkeuriger omgaat met de afhankelijkheid van mechanisch vermogen en actuele netspanning. Dit document beschrijft de modellering en de implementatie in Vision.

Netmodel

Mutuele koppelingen

De mutuele koppeling is een maat voor de elektromagnetische koppeling van parallel lopende bovengrondse lijnen. Door deze koppeling treedt een onderlinge beïnvloeding op. Deze beïnvloeding is met name merkbaar indien beide circuits ongelijke asymmetrische stromen voeren, zoals bij faseaardfouten in één van de parallelle circuits. Dit rapport geeft nader inzicht in de modellering en de invloed.

De netimpedantie nader bekeken

De netimpedantie is soms een bron van verwarring. In een aantal gevallen wordt een handberekening gemaakt om iets dat vreemd lijkt te controleren. In de meeste gevallen kloppen de berekeningen en leiden de handberekeningen tot een groter inzicht. Zo ook in het geval van de netimpedantie. Dit rapport geeft nader inzicht in de definitie en de berekening ervan.

Netvoeding en de factor Ik"3/Ik"1

De factor Ik"3/Ik"1 van de netvoeding geeft de verhouding aan van de driefasenkortsluitstroom en de éénfasekortsluitstroom. Deze factor blijft een bron van vragen. Dit artikel beschrijft de achtergrond van deze factor en geeft informatie voor het afleiden van de waarde ervan.

Spanningsafhankelijkheid belastingen

De belasting is afhankelijk van de spanning in het net. Aangezien de spanning in HS- en MS-netten niet constant is, verdient dit punt nadere aandacht. De spanningsafhankelijkheid is in Vision gemodelleerd met het belastingsgedrag.

Methode symmetrische componenten

Asymmetrische berekeningen, zoals éénfase kortsluitingen, worden in Vision berekend met behulp van de methode van de symmetrische componenten. In het kort splitst de methode een compleet net op in drie onafhankelijke eenfasige netwerken: normale, inverse en homopolaire systeem geheten. Belangrijk uitgangspunt bij de methode is dat het net symmetrisch is.