Impact of transformer core size on the reactive power requirement of power transformers due to GIC
2014 (Engelska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hp
Studentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
Inverkan av magnetkärnans storlek på det reaktiva effektbehovet hos krafttransformationer på grund av GIC (Svenska)
Abstract [en]
Geomagnetically induced currents (GIC) are a natural phenomenon which arises due to solar
storms. During a solar storm, large amounts of magnetized plasma are ejected from the surface
of the sun. When this plasma reaches earth, it causes fluctuations in the geomagnetic field. Such
fluctuations may induce DC over-currents in long transmission lines. These currents affect the
transmission system several dierent ways; In particular high voltage transformers are sensitive to
GIC. When the over-current flows through the transformer windings the reactive power absorption
of the transformer increases, which may lead to voltage instability in the power system. For this
project, the main issue has been to determine whether or not an increase in the size of the transformer
core leads to the reactive power absorption being less sensitive to GIC. In order to investigate
this issue a recently developed transformer model has been used; the Hybrid transformer model.
This model combines the principle of duality with a matrix representation of the transformer. The
Hybrid transformer model, which has recently been implemented in the power system simulations
software PSCAD, has been used to simulate GIC events in transformers of varying core sizes. The
results from these simulations indicate that a larger transformer core is associated with a smaller
increase in reactive power absorption during a GIC event. It is also clear that the reactive power
absorption as a function of GIC magnitude is a non-linear function when the Hybrid transformer
model is applied. This function has previously been considered a linear function.
Abstract [sv]
Geomagnetiskt inducerade strömmar (GIC) är ett naturfenomen som uppstår till följd av solstormar.
Vid en solstorm kastas stora mängder magnetiserad plasma ut från solens yta, och när denna
plasma når jorden uppstår uktuationer i det jordmagnetiska fältet. Detta kan leda till att DCstr
ömmar induceras i långa transmissionsledsningar. Dessa överströmmar påverkar kraftsystemet
på era olika sätt, bland annat har de en stor påverkan på transformatorer. Då överströmmen
yter genom transformatorlindningarna ökar det reaktiva eektuttaget för transformatorn, vilket
kan leda till spänningsinstabilitet i systemet. En fråga som legat till grund för detta projekt är huruvida
en ökning av transformatorkärnans storlek gör transformatorns reaktiva eektuttag mindre
känsligt för GIC. För att undersöka detta har en ny transformatormodell använts; den såkallade
hybridmodellen som kombinerar dualitetsprincipen med en matrisrepresentation av transformatorn.
Denna modell, som nyligen implementerats i simuleringsprogrammet PSCAD, har använts för att
simulera GIC i transformatorer med kärnor av olika storlekar. Resultaten från dessa simuleringar
indikerar att större transformatorkärna medför mindre förändring av det reaktiva eektuttaget när
transformatorn utsätts för GIC. Det är även tydligt att det reaktiva eektuttaget som funktion av
GIC är en icke-linjär funktion när hybridmodellen används. Denna funktion har tidigare ansetts
vara linjär.
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2014. , s. 36
Serie
EES Examensarbete / Master Thesis ; TRITA XR-EE-ETK 2014:16
Nationell ämneskategori
Annan elektroteknik och elektronik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-157347OAI: oai:DiVA.org:kth-157347DiVA, id: diva2:769799
Externt samarbete
Statnet
Utbildningsprogram
Civilingenjörsexamen - Elektroteknik; Teknologie masterexamen - Elkraftteknik
Examinatorer
2014-12-092014-12-092022-06-23Bibliografiskt granskad