Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Tryckavlastning
University of Borås, Faculty of Textiles, Engineering and Business.
2019 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 180 HE creditsStudent thesisAlternative title
Pressure relief (English)
Abstract [sv]

ABB finns över hela världen, och de bygger bland annat elkraftanläggningar innehållande byggnader, ställverk, kontrollutrustning och transformatorer. Kunden är i huvudsak elnätbolag och industrier. Detta arbete fokuserar på ABB:s luftisolerade mellanspänningsställverk med modellnamn UniGear 550. Arbetet går ut på att utreda hur mycket övertryck som uppstår i ställverket vid ett ljusbågsfel i kabelcellen. Trycket som uppstår i kabelcellen beror till allra största del av hur mycket ljusbågseffekt som uppstår vid ett ljusbågsfel, en typisk effekt vid ett ljusbågsfel är 16 MW för ställverk med 12 kV och 31,5 kA kortslutningsström. Tryckgränsen i kabelcellen sätts till 85 kPa.

Ljusbågar orsakar omedelbara och allvarliga brännskador på ställverk och personal som råkar befinna sig i närheten. Brinnande elektriskt material avger rökgaser som är speciellt farliga för närliggande personal. Orsaken till ljusbågsfel i ställverk kan variera allt från mänskliga faktorer till isolationsfel. Det passiva skyddet mot ljusbågsfel i ställverk i form av tryckavlastning är ett måste i Sverige, då detta är ett krav och anses mest trovärdigt för att säkerställa säkerheten för omgivande personal och miljö.

Programmet som används för att simulera ett fall med ljusbågsfel heter PreRelief 2.0 och simuleringsprogrammet körs i matlab. Det är tryckhöjningen vid ljusbågsfel som simuleras i PreRelief. I PreRelief 2.0 specificeras ett ljusbågsfall med alla lämpliga data vilka matas in i programmet. Programmet är uppbyggt av rum som förbinds med ventiler och luckor. PreRelief 2.0 simulerar och matar ut resultat i form av tryck- och temperaturkurvor. Tryckavlastning kan ske åt sidan, bakåt eller uppåt. Resultatet från simuleringarna för de olika fallen visar ett övertryck i kabelcellen på ett spann mellan 84–92 kPa. Tryckavlastning i sidled är mest fördelaktigt, eftersom övertrycket i ställverket är marginellt mindre än i övriga riktningar.

Den optimala lösningen för ett tryckavlastningssystem vid ljusbågsfel i ställverket är att ha minst två tryckavlastningskanaler monterade, eftersom trycket i kabelcellen, huvarna och kanalerna sjunker om minst två tryckavlastningskanaler är monterade. Även vid ökning från 5 ställverksfack till 20 ställverksfack sjunker trycket i kabelcellen, huvarna och kanalerna, eftersom gasen har större utrymme att expandera mot utlopps-huvarna när det finns fler ställverksfack. Valet av hur tryckavlastningskanalerna monteras på ställverket optimeras efter ställverksrummet och utemiljön, eftersom tryck- och gasevakueringen ska ske så säkert som möjligt utan att omgivande personal och miljö riskerar att ta skada.

Abstract [en]

ABB is available all over the world, and they include among other things, electric power plants containing buildings, switchgear, control equipment and transformers. The customer is mainly electricity grid companies and industries. This work focuses on ABB's air-insulated medium voltage switchgear with model name UniGear 550. The work involves investigating how much overpressure that occurs in the switchgear at an arc fault in the cable cell. The pressure that arises in the cable cell is largely due to the amount of arc effect that arises at an arc fault, a typical effect at an arc fault is 16 MW for switchgear with 12 kV and 31.5 kA short-circuit current. The pressure limit in the cable cell is set to 85 kPa.

Internal arcs cause immediate and serious burns to switchgear and personnel who are in the vicinity. Burning electrical material emits flue gases that are especially dangerous to nearby personnel. The cause of arc failure in switchgear can vary everything from human factors to isolation errors. Passive protection against arcing errors in switchgear in the form of pressure relief is a must in Sweden, as this is a requirement and is considered most credible to ensure the safety of surrounding personnel and the environment.

The program used to simulate a case with arc errors are called PreRelief 2.0 and the simulation program is run in matlab. PreRelief 2.0 specifies an arc case with all suitable data that is entered into the program. The program is made up of rooms connected by valves and hatches. PreRelief 2.0 is simulating various cases and outputs results in the form of pressure and temperature curves. Pressure relief can be done sideways, backwards and upwards. The results from the simulations for the different cases show an overpressure in the cable cell on a span between 84–92 kPa. Pressure relief at the side is most advantageous, since the overpressure in the switchgear is marginally smaller than in the other directions.

The optimum solution for a pressure relief system in arc failure in the switchgear is to have at least two pressure relief channels mounted, as the pressure in the cable cell, the hoods and the channels drops. The pressure in the cable cell, the hoods and the ducts also decreases when increasing from 5 switchgear compartments to 20 switchgear compartments, since the gases have more space to expand in the hoods for more switchgear compartments leading to a lower over pressure. The choice of how the pressure relief ducts are mounted on the switchgear is optimized according to the switchgear room and the outdoor environment, as the pressure and gas evacuation must take place as safely as possible so that surrounding personnel and the environment do not risk damaging.

Place, publisher, year, edition, pages
2019.
Keywords [sv]
tryckavlastning, ljusbågsfel, ställverk, övertryck, tryckökning
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hb:diva-21401OAI: oai:DiVA.org:hb-21401DiVA, id: diva2:1336065
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-08-01 Created: 2019-07-09 Last updated: 2019-08-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
Faculty of Textiles, Engineering and Business
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 2 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf