Ex-arbete, Felbortkoppling i kraftsystem med stor andel kraftelektronik

Affärsverket Svenska kraftnät (Svk) har till uppgift att på ett affärsmässigt sätt förvalta, driva och utveckla ett kostnadseffektivt, driftsäkert och miljöanpassat kraftöverföringssystem, sälja överföringskapacitet samt i övrigt bedriva verksamheter som är anknutna till kraftöverföringssystemet.

Enheten Skydd och kontrolls uppdrag är att ansvara för utformningen av Svenska kraftnäts reläskyddssystem samt system för mätning. Inom enheten sker även analys av inträffade störningar samt bevakning av teknikutvecklingen inom ansvarsområdet.

Bakgrund
Antalet kraftelektronikomriktare i elnätet har ökat under senare år och förväntas öka kraftigt i framtiden. Detta beror bland annat på utbyggnaden av vindkraften och att moderna vindkraftverk har sin generator kopplad via en omriktare samt att det har tillkommit spänningsstyva omriktare för överföring av aktiv effekt (HVDC) samt för kompensering av reaktiv effekt (SVS). Dessa omriktare har väldigt annorlunda egenskaper jämfört med den traditionella synkronmaskinen. Antalet synkronmaskiner i nätet har minskat och förväntas fortsätta att minska. Den sammanlagda effekten kan bli ett nät med ett markant annorlunda beteende vid fel.

Vid ett fel i elnätet ger en omriktare en felström som oftast är i samma storleksordning som märkströmmen medan en typisk synkronmaskin ger en felström som är många gånger större än märkströmmen. I elnätet finns det olika typer av skydd för att säkerställa att eventuella fel, till exempel en kortslutning, kopplas från snabbt säkert och selektivt. Dessa skydd är till helt övervägande del beroende av en tillräckligt stor felström för att fungera korrekt.

Uppdraget
Syftet med examensarbetet är att undersöka i vilken omfattning de förändringar, som beskrivs i föregående stycke, påverkar transmissionsnätets skyddssystem. Dessa undersökningar ska baseras på bland annat tidigare utfört arbete, resonemang och beräkningar samt simuleringar. I uppgiften ingår det även att undersöka vilka eventuella gränser som finns för när skyddssystemets funktionalitet äventyras samt om detta går att fastställa enkla tumregler för detta. Möjligheten till alternativa lösningar ska även studeras och beskrivas. Detta kan till exempel vara att använda skyddsfunktioner som idag inte används i transmissionsnätet.

Inom Svenska kraftnät har det tidigare genomförts ett examensarbete med titeln Fault current injection from power electronic interfaced devices. Det arbete som nu ska genomföras kan ses som en fortsättning på det tidigare arbetet, även om det inte finns något direkt beroende mellan dem.
 
Uppgiften består av följande:
• Inläsning på ämnet samt studerande av bakgrundsmaterial i vilket ingår att göra en omvärlds- och litteraturstudie
• Undersökning av nuläget samt olika framtidsscenarier med både olika tidshorisont och olika förändringsgrad
• Undersökning och simulering av olika felfall för olika nätdelar och för olika grad av förändring
• Identifiera eventuella problem för skyddssystemet relaterat till lägre felströmsnivåer och andra felströmskällor samt att vissa omriktare ger  symmetrisk felström för osymmetriska fel
• Ta fram förslag på hur eventuella problem för skyddssystemet relaterat till lägre felströmsnivåer och andra felströmskällor kan förebyggas eller hanteras
• Undersöka extremfallet ödrift med enbart en eller ett fåtal omriktare
• Dokumentera och sammanfatta arbetet i en rapport

Följande ska ha inkommit för att utbetalning av arvode ska ske:
• Exjobbsrapporten ska vara klar och tillgänglig i sin slutversion. Språk: Svenska eller engelska
• Utlåtande i e-post från Svk:s handledare att examensarbetaren är klar från Svk:s sida. I detta ingår att du ska ha presenterat ditt arbete muntligt hos Svk.
• Utlåtande i e-post från högskolans handledare att examensarbetaren är klar från deras sida. I detta ingår att du ska ha presenterat ditt arbete muntligt på högskolan och om det ingår opponerat på annans arbete.
• Utdrag ur betygsregistret (PDF i e-post) där det framgår att godkänt examensarbete är inrapporterat.

Omfattningen på uppdraget är 30 högskolepoäng.

Din profil/bakgrund
- civilingenjörsstudent med inriktning mot elkraft, energisystem, teknisk fysik eller motsvarande.
- studerat kurser inom elkraftsystem
- meriterande är kurser inom kraftsystemstabilitet, symmetriska komponenter, kraftelektronik och skyddssystem

Vi ser gärna att du som person är kvalitetsmedveten, analytisk och kommunikativ samt kan arbeta självständigt och gillar att gå in på djupet utan att tappa helheten.  

Du behöver behärska svenska och engelska i så väl tal som skrift.

Eftersom vi arbetar med viktig infrastruktur i samhället så är våra tjänster säkerhetsklassade och svenskt medborgarskap är därför ett krav.

För svar på allmänna och praktiska frågor hänvisar vi i första hand till Sofia Enoksson, telefon 010-475 97 73. För svar på specifika frågor kring uppdraget hänvisar vi till Niklas Svensson, telefon 010-475 84 44.

Vi vill ha din ansökan senast den 31 oktober 2020, planerad start för examensarbetet är januari 2021.


Vårt erbjudande till dig

På Svenska kraftnät händer det mycket - vi är en organisation i förändring. Enligt Nyckeltalsinstitutets mätning Arbetsgivarindex är Svenska kraftnät elbranschens bästa arbetsgivare och arbetar utifrån ett personligt ledarskap. Du erbjuds god möjlighet till balans mellan arbete och privatliv, goda förmåner och mycket mer.

Som medarbetare hos oss blir du en del i en samhällsviktig organisation där vi värdesätter och strävar efter hög kollektiv intelligens. Det är med samarbete och effektivitet som vi ska uppnå vår vision om att bli ledande för en säker och hållbar elförsörjning.

Svenska kraftnät arbetar för att främja mångfald och motverka diskriminering och ser gärna sökanden med olika bakgrund och erfarenheter till våra rekryteringar. Då vi arbetar med samhällsviktig verksamhet är anställningen säkerhetsklassad och svenskt medborgarskap krävs.

Säkerhetsprövning med registerkontroll kommer att genomföras före anställning. Med anställning följer en skyldighet att krigsplaceras.