Condition Monitoring of MV Remotely Controlled Distributed Disconnectors

During the last decades, the power grid is getting rapidly digitalised in order to contribute to theestablishment of Smart Grids and evaluate efficiently the extracted bidirectional data from the powersystem infrastructure. This thesis focuses on the MV grid, since its design and operation have changedmainly because of distributed generation installations and the increased demand of information fromstakeholders. Thus, asset management constitutes a significant tool that can increase the reliability ofthe MV network’s operation and its level of control. Studies have shown that a maintenance planbased on condition monitoring of power system apparatuses would be more effective compared to theimplemented time-based scheduled maintenance.This project focuses on MV remotely controlled disconnectors since studies have shown that theirnumber of failures is double compared to manually operated ones. Since maneuverability andsecondary function are the causes of a major failure with the highest occurrence rate, motor currentmonitoring is studied in this thesis. Some devices that have the capability to monitor disconnectors’motor current, are presented. Additionally, the obtained max motor current measurements areevaluated through a parametric and a non-parametric statistical test. The main challenge of this thesisis to show whether the behaviour of motor current can be an indicator regarding to the disconnector’scondition status.Hence, the impact of different factors on the behaviour of motor current is investigated. It is concludedthat disconnectors without a failure during the studied period are more likely to have max motorcurrent measurements higher than 8A and especially in the interval [10-12]A. The difference in motorcurrent of disconnectors with a work order and without failure is more significant in 2015/2016. Itseems that under the aforementioned values of max motor current, a disconnector is more probable tohave the capability to operate properly. It is also concluded that in case of malfunction “Mellanläge”,the value of max motor current is lower than 8A with higher probability and it maybe indicates aproblem of the studied disconnector.Through the comparison in pairs, it could be concluded that the effect of the external environmentalconditions is not so high on the behaviour of disconnectors’ max motor current measurements. Incontrast, it seems that the implementation of a work order, the number of operations and if adisconnector is installed more northerly in Zone 3 play a more significant role on the behaviour of thisdisconnector’s max motor current measurements. Consequently, based on the aforementioned results itis shown that some of the investigated factors could constitute an indicator whether a disconnector ismore or less probable to have the capability to operate properly.Finally, it is calculated the reduction in the interruption cost that could be achieved in case ofimplementation of motor current monitoring on Vattenfall’s remotely controlled distributeddisconnectors.Under de senaste årtiondena har kraftnät blivit snabbt digitaliserad För att bidra till upprättandet hosSmart Grids och effektivt utvärdera de extraherade dubbelriktade data från kraftsystemetsinfrastruktur. Denna exjobbsrapport fokuserar på MV-nätet, eftersom dess design och drift harförändrats främst på grund av distribuerade produktionsanläggningar och ökad efterfrågan påinformation från intressenter. Därför utgör ”asset management’’ ett viktigt verktyg som kan öka elnätstillförlitligheten och styrning. Studier har visat att elnäts underhåll baserad på tillståndsövervakningpå kraftsystemkomponenter skulle kunna vara effektivare jämfört med tidsbaserade schemalagdaunderhåll.Detta exjobb fokuserar på MV-fjärrstyrda frånskiljare eftersom studier har visat att deras felfrekvensär dubbelt högre jämfört med manuella. Eftersom problem i manövrerbarhet och sekundär funktionkan orsaka allvarliga fel med hög frekvens, har studien fokuserats på motorströmövervakningen idetta exjobb. Vissa produkter som har förmåga att övervaka frånskiljares motorström, presenteras.Dessutom utvärderas de maximala motorströmsmätningarna genom både parametriskt och ickeparametrisktstatistiskt test. Huvudutmaningen i denna avhandling är att utreda om motors strömmarkan vara en indikator för frånskiljares tillstånd.Olika faktorer hos motorströmmar har också undersökts. Det dras slutsatsen att frånskiljare utanmisslyckande manövern under den studerade perioden är mer benägna att ha maximalamotorströmmar högre än 8A och speciellt i intervallet [10-12] A. Skillnaden i motors strömmar hosfrånskiljare med arbetsorder och utan fel är mer signifikant under åren 2015/2016. Det verkar som attenligt ovan nämnda värden på max motorström, är en frånskiljare mer sannolikt att fungera korrekt.Det kommer också fram till att i händelse av "Mellanläge" är värdet av max motorströmmar lägre än8A med högre sannolikhet, detta kan kanske indikera ett problem hos frånskiljaren.Genom jämförelsen kan man dra slutsatsen att effekten av de yttre miljöförhållandena inte är så högpå maximala motorströmmar hos frånskiljare. Däremot verkar det som om genomförandet av enarbetsorder, antalet operationer och om en frånskiljare är installerad i zon 3 spelar en viktig roll föruppförandet av denna frånskiljares maximala motors strömmen. På grundval av det ovan nämndaresultatet framgår det att några av de undersökta faktorerna kan utgöra en indikator på att om enfrånskiljare är mer eller mindre sannolikt att ha förmågan att fungera korrekt.Slutligen visar beräkningar att minskningen av avbrottskostnaden kan uppnås vid genomförande avmotorströmövervakning på Vattenfalls fjärrstyrda distribuerade frånskiljare