Vilka konsekvenser kan solstormar. ö Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation (IEA) LTH



Relevanta dokument
och sedan då? Olof Samuelsson

Elektricitet och magnetism

TEKNISKA KRAV FÖR ANSLUTNING AV ELPRODUKTIONSANLÄGGNINGAR

Innehåll. Kraftledningar. Högspänning lönsamt I R. Räkneexempel. Verkningsgrad Kraftledningsstolpen Fält Modell Kabel Effektöverföring Transformatorn

4-3 Vinklar Namn: Inledning. Vad är en vinkel?

Kraftledningar och elnät. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Multimeter och räknare Del 1: Multimetern. Multimeter

Mätning av effekter. Vad är elektrisk effekt? Vad är aktiv-, skenbar- reaktiv- medel- och direkteffekt samt effektfaktor?

Ledningsskyddssystem för stamnätet

Föreläsning 1 i Elektronik ESS010

Vardag och när det blir fel. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Blixtrarna hettar upp luften så att den exploderar, det är det som är åskknallen.

Tentamen den 22 mars 2003 Elkraftteknik och kraftelektronik TEL202

Elenergi Till vem, till vad och hur mycket? Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Vågkraft och tidvattenkraft

När det blir fel. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Information om trygghetslarm

Analys av kritiska beroenden. Henrik Tehler Avd. för brandteknik och riskhantering

Elektriska komponenter och kretsar. Emma Björk

Företag Ersätter tidigare dokument Dokumentid Utgåva E.ON Elnät Sverige AB NUT D

DEMOKRATI 3 DEMOKRATINS VILLKOR

Presentation vid dialogmöte i Råneå av Arbetsgruppen för Vitåskolan. Presentationen hölls av Ingela Lindqvist

Sommar och solkraft. Nykarleby Kraftverk Ab Tony Eklund

Synkrongeneratorn och trefas

Elenergiteknik Laboration 1. Elgenerering och överföring med växelspänning

2(59) Sammanfattning. Abstract

Tänkte att det borde ju räcka med 5g2,5 eftersom det är centralt system för värme och varmvatten.

Power to gas i Sverige? Karin Byman, ÅF

Landströmsjord M. Sterky

Kraftledningar och elnät. Olof Samuelsson / Jonas Johansson Industriell Elektroteknik och Automation

What are the outlooks from a generators perspective?

Yrkeshögskolan Novia Utbildningsprogrammet i elektroteknik. Elinstallationer. Kompetens- och bedömningsmatris

Elektronen och laddning

Färdplan för ett Sverige utan klimatutsläpp Delrapport

Järnvägens elanläggningar

Ta bort kondensator vid byte till LED rör? Postad av Charlie Sveningborg - 30 jan :23

Projekt benböj på olika belastningar med olika lång vila

Brukningsavgifter. År 2016

Företag Ersätter tidigare dokument Dokumentid Utgåva E.ON Elnät Sverige AB NUT D

Effekt av balansering 2010 med hänsyn tagen till garantipension och bostadstillägg

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

DEMONSTRATIONER MAGNETISM II. Helmholtzspolen Elektronstråle i magnetfält Bestämning av e/m

Särskilt stöd i grundskolan

Osårbara? Kommunernas roll för en hållbar framtid

Kommittédirektiv. Utvärdering av hanteringen av flyktingsituationen i Sverige år Dir. 2016:47. Beslut vid regeringssammanträde den 9 juni 2016

Prognos för hushållens ekonomi i januari Både löntagare och pensionärer bättre ut på ett år

============================================================================

Och sedan då? Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Fö 9 - TMEI01 Elkraftteknik Elektrisk kraftöverföring och personfaran

Informationsmöte. Örebro, 4 maj 2010

Tränarguide del 1. Mattelek.

DiDELSYS Robusta elsystem i internationellt samarbete. Uppmärksammade händelser i Forsmark 1 och i Olkiluoto 1

Föreläsning 1. Vad är en elektrisk spänning? Ta en bit neutral materia

Ungdomsarbetslösheten i Västernorrland

twitter.com/linabertling

Lastbilsförares bältesanvändning. - en undersökning genomförd av NTF Väst Sammanställd mars 2013

Inställning motorskydd för gammal motor Postad av Johan Andersson - 16 maj :31

TSTE20 Elektronik 01/20/ :28. Dagens föreläsning. Varför elektronik. Föreläsare etc. Varför elektronik Skillnad mellan ny och gammal kurs

David Wessman, Lund, 30 oktober 2014 Statistisk Termodynamik - Kapitel 5. Sammanfattning av Gunnar Ohléns bok Statistisk Termodynamik.

Nyckeltal. Medborgarförvaltningen

Vår fiber ger ett bättre läge. Vårt engagemang gör skillnad

Arbeta bäst där du är Dialect Unified Mi

Figur 1. Schematisk bild över en toroid. Vid praktiska tillämpningar är ledning runt toroiden oftast tätare snurrad än bildens exempel.

Elkraftnätet. Bortom. Elenergiteknik G5 - Olof Samuelsson 1

J RIKSSKATTEVERKET - RIKS 2002 Sida 1

Abstrakt. Resultat. Sammanfattning.

ELEKTRICITET. Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet?

Reflect AB Barnhusgatan 16 S Stockholm ndinavia AB 1/24

Integration och tillväxt

Södra Svalöv 32:1 m.fl. Hjalmar Nilssons park riskbedömning med anledning av transport av farligt gods på Söderåsbanan

حرکات تمرینی برای ماهیچه های فک که تحت فشار قرار دارند

GPS- och Elmöte 27 maj 2008

SOLCELLSBELYSNING. En praktisk guide. Råd & Tips SOLENERGI LADDA MED. Praktiska SÅ TAR DU BÄST HAND OM DIN SOLCELLSPRODUKT

FINSKA ( version 1) Muntlig förmåga i finska/hf, TF

Ström inverterare från DC 12V till AC 230V med "mjuk start" Ström inverterare från DC 24V till AC 230V med "mjuk start"

Kvinnliga företagare är välutbildade och finns i framtidsbranscher

Hammarlands kommun PM juni 2016

Svenska Kraftnät, Elberedskapsmyndighet för hela elsystemet. Stamnät Regionnät Lokalnät

Funktion och underhåll

MSBs modell för styrning av övningsverksamhet inom samhällskydd och beredskap. Rolf Olsson Chef Övningsenheten

IP-telefoni ur ett sårbarhetsperspektiv. Svante Barck-Holst FOI Försvarsanalys

Sammanfattning Rapport 2015:04. Gymnasieskolors arbete med att förebygga studieavbrott

Föreläsning 8 och 9. insignal. utsignal. Tvåport. Hambley avsnitt

Vi skall skriva uppsats

NYHETER ISO 14001:2015

Riktlinjer för medborgardialog

Den inre resistansens betydelse i mätinstrument

Enkätresultat för elever i åk 9 i Borås Kristna Skola i Borås hösten Antal elever: 20 Antal svarande: 19 Svarsfrekvens: 95% Klasser: Klass 9

4-6 Trianglar Namn:..

Kvalitetsrapport Så här går det

Ett robust och leveranssäkert elsystem vad säger forskningen?

Manöverinstruktion Tranchells gångbro

Kung Magnus väg, Visby

Malmös tre roller. Problem utmaningar möjligheter. Länk mellan Norden och övriga Europa Viktig del i växande region Växande stad

Ö 1:1 U B U L. Ett motstånd med resistansen 6 kopplas via en strömbrytare till ett batteri som spänningskälla som figuren visar.

Portföljval, stora företag och SME företag - effekter av skatter på ägande kontra bolag

Höjd arbetsgivaravgift för unga. Konsekvenser för detaljhandeln

Till dig som vill bli medlem i SEKO

Enkätresultat för vårdnadshavare till elever i Centralskolan Söder 4-9 i Grästorp hösten Antal svar: 50

Transkript:

Vilka konsekvenser kan solstormar ha för elförsörjningen? ö Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation (IEA) LTH

Händelser i litteraturen Quebec 13 mars 1989 6 miljoner kunder i 9 timmar Malmö 30 oktober 2003 50 000 kunder i 1 timme Oskarshamn 6 april 2000 Rekordström 300 A Inga kunder drabbade d Hundreds of Fukushimas J. Kappenmans scenario Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 2

Översikt Geomagnetiskt inducerade strömmar GIC Inverkan av GIC på komponenter i elsystemet Konsekvenser för elförsörjningen Super-scenario Åtgärder för att minska GIC och dess konsekvenser Sammanfattning Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 3

Jordmagnetiska fältet vid solstorm i B B Koronamassutkastning sker på solen Laddade partiklar når jorden Strömsystem parallella med polcirkeln Strömmens magnetfält riktat som jordens Totala aa magnetfältet e ökar/minskar a Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 4

Kraftsystemets komponenter Transformator Transformator Generator Kraftledning I kraftverkets generator skapas trefas växelspänning I en transformator omvandlas ca 20 kv till 400 kv Elnät med 400 kv kraftledningar överför effekt Transformatorer sänker spänningen i flera led, t.ex. 400 kv 130 kv 20 kv 400/230 V i hushållet Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 5

Jordning Transformator Transformator Generator Kraftledning Transformatorer och generatorer är jordade d Begränsar spänningen vid fel Normal trefas växelström summeras till noll Endast vid felfall går (växel)ström i jordanslutningarna Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 6

Geomagnetiskt inducerade strömmar GIC Generator Kraftledning Transformator e Solstormar ändrar jordens magnetfält Inducerade spänningen d e dt Geomagnetically induced d current GIC Varierar långsamt nästan likström (några V/km) driver ström Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 7

Var flyter GIC? I både transformatorer och kraftledningar Minst i mitten av system och mest i utkanten På alla spänningsnivåer i med direktjordning d i Mest på högre spänningsnivåer med lägre motstånd Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 8

GIC ger magnetisk mättning i transformator Flöde utanför kärnan Upphettning skada Problem 1 GIC t i t Transformator i Salem kärnkraftverk USA, 1989 Strömmens medelvärde ökar Drar mer reaktiv effekt Problem 2 Strömmen inte sinus Övertoner i strömmen Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 9

Skyddssystem kan påverkas av GIC Reläskydd detekterar onormal situation och kopplar bort Skyddsobjekt: Kraftledning, transformator, generator Onormal situation: kortslutning fas-fas, jordfel fas-jord Vardagsexempel: Jordfelsbrytare (JFB) i hemmet Detektering bygger på 50 Hz grundton JFB: summan av strömmar i faser och nolla Mättningsövertoner t kan tolkas som fel bortkoppling 100 Hz karaktäristisk för mättning kan blockera bortkoppling Skydd ska koppla bort alla fel men bara fel GIC kan ge oönskad bortkoppling Problem 3 Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 10

Bortkoppling av enstaka komponent I stadsnät endast en väg för effekten till varje förbrukare Varje bortkoppling ger strömavbrott Omkoppling till reservväg återställer inom minuter På landsbygd saknas reservväg men färre drabbas Regionnät och Svenska Kraftnäts stamnät är maskade Bortkoppling av en komponent påverkar inte förbrukare Transformatorskada kan vara besvärlig Reserver begränsade och nyproduktion tar tid Kraftverkstransformator ekonomiskt betydelsefull Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 11

Bortkoppling av många komponenter Driften av stamnät med regionnät kan bryta samman Bortkoppling av många komponenter överbelastar övriga Korrekta skyddsfunktioner ger kaskadeffekt Brist på reaktiv effekt ofta avgörande Resultat: Geografiskt omfattande elavbrott Exempel: Quebec 1989 (GIC), Sverige, USA, Italien 2003 Utan skador tar återuppbyggnaden av driften några timmar Viktigt träna sekvens av åtgärder De flesta kraftverk behöver el från nätet för att starta Fördröjd återuppbyggnad besvärlig Tömd batteribackup drabbar fjärrmanöver, mobilnät Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 12

Många skadade transformatorer Förlust av kraftverkstransformatorer Minskar tillgänglig elproduktion Källa: Styrel, Energimyndigheten Förlust av transformatorer t i nätområdes inmatningar i Minskar tillgänglig effekt i området Effektbrist kan föranleda elransonering Prioritering förberedd genom Styrel Nationell, regional eller lokal nivå Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 13

Hundreds of Fukushimas hur troligt case? Super-GIC värst i öst och väst Skadar transformatorer i alla kärnkraftverk Blackout Mycket utdragen återställning drabbar hela samhället Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 14

Blockera eller minska inverkan av GIC Kondensatorer blockerar likström och GIC Seriekondensatorer i norrlandsledningar Jordning med resistans Transformatorer kan tåla mer GIC Olika konstruktioner olika känsliga Kraftig dimensionering minskar risk för mättning Patentlösning tlö kompenserar bort inverkan av GIC Källa: ABB Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 15

Kontrollrummets roll i samband med GIC Källa: E.ON Minska belastning av nätet Så många ledningar i drift som möjligt Sätt in resurser som ger reaktiv effekt Förbered återuppbyggnad Simulatorträning Nyckel till förberedelser: Övning och prognoser Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 16

Slutsatser Geomagnetiskt inducerade strömmar ger likström Kan mätta transformatorer och påverka skyddssystem Förlust av en/flera komponenter olika avgörande Inverkan på elförsörjningen i olika tidsskalor min: Lokalt elavbrott som avhjälps genom omkoppling timmar: Regionalt elavbrott kräver återuppbyggnad dygn: Effektbrist t som hanteras med Styrel Åtgärder för att minska inverkan av GIC Val av utrustning och inställningar Tränad kontrollrumspersonal med prognoser Vad händer vid 500-årsstorm som Carringtons 1859? Lunds universitet/lth/mie/industriell Elektroteknik och Automation/Olof Samuelsson 17