BILLERUD AB GRUVÖNS BRUK Ö-drift Malin Jervant 2012-11-29
GRUVÖNS BRUK,Ö-DRIFT DEFINITION Ö-DRIFT Begreppet Ö-drift står för ett driftsförhållande som råder då ett område vid bortfall från ett överliggande nät, matas från ett eller flera lokala kraftverk. I Gruvöns fall 2st mottrycksturbiner. Ö-drift ger möjligheten att försörja prioriterade elanvändare med lokalt tillgänglig produktionskapacitet. Ett prioriterat nät där en störning innebär stora produktionsförluster byggs upp.
GRUVÖNS BRUK, Ö-DRIFT ALLMÄNT Varför? Hur? Med ö-drift förhindras att störningar vid tex åska kommer in på eldistributionsnätet, vilka kan stoppa känsliga drifter. A/B-näten ska separeras i förebyggande syfte vid åskrisk Favoriseringsskydd med spänningsskydd (över/under spänning) och frekvensskydd (över/under frekvens) ger automatisk övergång till Ö-drift vid störningar på yttre nät
GRUVÖNS BRUK, Ö-DRIFT FÖRUTSÄTTNINGAR Ö-DRIFT Ångnät El Stabilt Högtrycksnät, inga kraftiga laständringar i ångnäten Marginal för ökning av ångproduktionen med 50-60 ton/h Tillräcklig friblåsningskapacitet för fortsatt mottryck vid bortfall av ångförbrukare Produktion och belastning skall överensstämma i systemet. Frekvensen skall hållas stabil på 50 Hz Ingen sammankoppling mellan A och B-nät förutom KB-130 Spänningen i systemet får ej anta skadliga nivåer.
GRUVÖNS BRUK,Ö-DRIFT GRUVÖNS ELKRAFTSYSTEM Elkraftsystemets uppbyggnad 2st inkommande 130kV linjer 2st generatorer (28,75MVA och 57,4MVA) 4st 10kV fördelningsstationer matas med 6st 40MVA transformatorer. Fördelningsstationerna är i duplex utförande vilket möjliggör prioritering av elanvändare.
GRUVÖNS BRUK, Ö-DRIFT ENLINJESCHEMA GRUVÖN
GRUVÖNS BRUK, Ö-DRIFT STATISTIK Antal blixtnedslag under 2011:
GRUVÖNS BRUK, Ö-DRIFT STATISTIK Under 2012 gick Gruvön i ö-drift 26 gånger i totalt 137,5h Under 2012 registrerades 7st störningar på inkommande linjer. Samtliga störningar härrör från åska i närområdet. 5 av störningarna påverkade inte produktionen >80% kvarvarande spänning. 2 av störningarna stoppade icke prioriterade laster (Gruvön var i Ö- drift) vilket medförde att produktionsbortfallet minimerades.
GRUVÖNS BRUK, Ö-DRIFT SLUTSATS Immunitetsförbättringsåtgärder i kombination med ö-drift ger ett bra skydd mot produktionsbortfall på grund av yttre störningar.
Sven Granfors
Solvina Grundat 1997 Ca 40 ingenjörer Teknisk bredd Kontor i Göteborg och Västerås
Verksamhet Ödrift, men också: Ångnätreglering Energioptimering Generatorstyrning Driftoptimering Helhetsperspektiv
Anläggningsperspektiv Kraft och energi i kombination med reglerteknik är vår specialitet
Gruvön - Historik 2006: Ny turbin G4 (58 MVA) Skall klara att köra i ödrift 2010: Nytt styrsystem turbin G3 (28 MVA) Skall klara att köra i ödrift
Vad är Klara att köra i ödrift? Hur definieras önätet? Inom vilka nivåer skall U och f hållas? Vilka händelser skall klaras? Hur skall manövrerbarheten vara? Hur mycket får ångnätet påverkas? Hur vet vi att kraven uppfylls?
Solvinas uppdrag Kravställning ödrift Upphandlingsstöd Ödriftprov med SSPS vid drifttagning
Hur testas ö-drift Genom simuleringar + Säkert + Flexibelt / Omfattande Begränsad tillförlitlighet Genom skarpa prov Riskabelt Begränsad omfattning + Tillförlitligt Genom prov med SSPS
Ödriftprover med SSPS Säkert Förbrukningen matas från yttre nät Generatorn är kopplad mot nätet Flexibelt och komplett Alla driftfall kan testas Tillförlitligt Anläggningen provas på riktigt
Säkert Förbrukningen matas från yttre nät Generatorn är kopplad mot nätet Anläggningen testas SOM OM den vore i ödrift
Typexempel på ödriftreglering
Aktiv Effekt [MW] Instabil reglering Frekvens [Hz] 10,00 52,00 9,00 51,50 8,00 7,00 51,00 6,00 50,50 5,00 50,00 4,00 49,50 3,00 2,00 1,00 49,00 48,50 0,00 48,00 400 410 420 Tid [s] Aktiv effekt MW f genererad Hz
Aktiv Effekt [MW] Till/Frånkoppling av 4 MW - EFTER Frekvens [Hz] 16,00 52,00 14,00 51,50 12,00 51,00 10,00 50,50 8,00 50,00 6,00 49,50 4,00 49,00 2,00 48,50 0,00 48,00 5200 5210 5220 5230 5240 5250 5260 5270 5280 5290 5300 5310 5320 5330 5340 Tid [s] Aktiv effekt MW f genererad Hz
Flexibelt och komplett Ångnätstabilitet Vilka driftfall klarar vi? Vilken säkerhetsmarginal vi? 2 turbiner G3 och G4 Många olika driftfall möjliga
Provprogram G3 ensam i ödrift G4 ensam i ödrift G3 och G4 tillsammans i ödrift Hög lastnivå Låg lastnivå Olika drifthändelser skall hanteras Totalt över 50 olika ödriftscenarion provade
MW,% Provresultat Hz G3 ensam 3 MW belastningssteg låg last Litet önät, nya parametrar 35 53,0 30 52,0 25 51,0 20 50,0 15 49,0 10 48,0 5 47,0 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 tid (s) Aktiv effekt MW Pådrag Xs % Total Last MW Simulerad frekvens Hz
MW, %, bar Provresultat Hz G3 ensam 3 MW belastningssteg medellast Litet önät, nya parametrar 60 53,0 50 52,0 40 51,0 30 50,0 20 49,0 10 48,0 0 47,0 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 tid (s) Tryck färskånga bar Aktiv effekt MW Total Last MW Pådrag Xs % Simulerad frekvens Hz
MW, %, bar Provresultat Hz G3 ensam 3 MW belastningssteg hög last Litet önät, nya parametrar 70 53,0 60 52,0 50 51,0 40 50,0 30 49,0 20 48,0 10 47,0 2740 2750 2760 2770 2780 2790 2800 2810 2820 2830 2840 2850 2860 tid (s) Tryck färskånga bar Aktiv effekt MW Total Last MW Pådrag Xs % Simulerad frekvens Hz
[MW] / [%] Provresultat [Hz] G4 ensam 4 MW belastningssteg turbine island mode 60 58 56 54 52 50 48 46 44 53,2 52,8 52,4 52,0 51,6 51,2 50,8 50,4 50,0 42 40 38 36 34 32 30 28 26 49,6 49,2 48,8 48,4 48,0 47,6 47,2 46,8 46,4 24 46,0 3150 3200 3250 3300 3350 3400 3450 3500 3550 time [sec] Load Controller output Active power Generated frequency
MW, %, bar Provresultat G3 + G4 8 MW belastningssteg Stort önät, nya parametrar 60 53 50 52 40 51 30 50 20 49 10 48 0 47 780 840 900 960 tid (s) Ångtryck färskånga Pinl1 bar Total Last MW Aktiv effekt MW Simulerad G4 Uteffekt MW Pådrag Xs % Simulerad frekvens Hz
[MW] / [%] Provresultat [Hz] Övergång till ödrift, 5 MW obalans turbine island mode 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 53,6 53,2 52,8 52,4 52,0 51,6 51,2 50,8 50,4 50,0 49,6 49,2 48,8 48,4 48,0 47,6 47,2 46,8 46,4 24 46,0 880 900 920 940 960 980 1000 1020 1040 1060 1080 time [sec] Load Controller output Active power Generated frequency
Tillförlitligt Kraftverket testas på riktigt Hela systemet testas Styrsystem Reglering Skydd och begränsningar Turbin Ventiler Generator Givare
Aktiv effekt [MW] Svängningar vid 12 MW Frevens [Hz] 25,00 52,00 51,50 20,00 51,00 15,00 50,50 50,00 10,00 49,50 5,00 49,00 48,50 0,00 48,00 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 Tid [s] Aktiv effekt MW f genererad Hz
Aktiv effekt MW Olinjär ventil vid 12 MW Linjäritet G3 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Pådrag Xs %
Referenser Papper och Massa Billerud Gruvön Södra Cell Mörrum Iggesund Paperboard Nordic Paper Bäckhammar Över 50 andra kraftverk Gasturbiner Ångturbiner Vattenkraftverk Gaskombianläggningar
Kontakt