FST = Factory System Test. Det är där som verifikationen av kontrollsystemet till HVDC-anläggningar sker. Jag skall inte ens försöka erinra hur mycket kod som ligger bakom – att hitta i kontrollen är en kunskap i sig. Mina första veckor på FST:n för mitt nuvarande projekt var ganska förvirrande… att lära sig hitta i ett kodbibliotek med tusentals ”sidor” är inte enkelt. Men så småningom lär man sig en struktur, och tillslut förvånas man över hur ”lätt” det är att hitta rätt kontrollsignal i ett virrvarr av funktioner.

Det som underlättar enormt är att ABB använder ett grafiskt programmeringsverktyg speciellt framtaget för att all personal inte skall behöva ha ”Goda kunskaper i C” skrivet i sitt CV.

HiDraw

Jag är ändock tacksam över att jag läst booleansk algebra på högskolan men det har funnits en symbol som återkommit gång på gång… under min förstudie och senare under examensarbetet och nu i FST. Den så kallade αβ-transformen, även kallad ”Clarke transform”. Min handledare förklarade transformen och användandet av αβ-parametrarna så här: ”αβ-parametrarna gör det enklare att analysera ett systems RMS-värden”. Say what?

Att analysera osymmetriska trefassystem är allt annat än enkelt – detta var en av anledningarna till att vi ägnade näst intill en hel kurs enbart åt symmetriska komponenter – något som jag fann mest tog upp en väldans massa tid. För ett tag sedan började gå på en internkurs som hålls huvudsakligen av professor Lennart Harnefors på ABB där en genomgång av elkraft och matematiken bakom HVDC:s kontrollsystem. I veckan som gått kom han in på αβ-parametrarna, men också de mer kända dq-parametrarna. Clarke- och Park-transformerna som de också kallas efter sina upptäckare används i många sammanhang inom kraftelektroniken – till en början i kontrollen av motorer och rörande massor.

Det som gjorde att Harnefors gav mig ett nytt perspektiv på ovan transformer var hans liknelse med radiovågor och radiotransmission. För att överföra radiovågor utan för mycket störningar så ”moduleras” originalinspelningen upp till en betydligt högre frekvens (MHz-området) på vilken den överförs för att sedan ”demoduleras” tillbaka till talfrekvens i radiomottagaren. αβ- och dq-parametrarna är således modulering/demodulering av spänning/strömmar för att lättare kunna utföra diverse beräkningar som annars skulle bli betydligt mer omfattande. Han kallade det ”real time modelling of the jw method” (sv. realtidsmodellering av jw-metoden):

En så kallad ”converter transformer” är en speciell typ av transformator för användning inom HVDC-tekniken. Åke Carlsson på ABB Transformers sammanfattar HVDC-transformatorns egenskaper och funktioner enligt följande:

• Att förse AC-spänning till två separata kretsar med ett relativt fasskifte på 30 grader för reducering av de lägsta övertonerna 5:an och 7:an.
• Att agera som en galvanisk barriär mellan AC och DC-systemen och för att förhindra att DC-potential övergår i växelströmsnätet.
• Med hjälp av en relativt högre reaktiv impedans i AC-tillförseln, minska eventuella kortslutningsströmmar samt kontrollera ”rate of rise” i ventilströmmen under kommutering.
• Att transformera spänning mellan växelströmsnätet och HVDC-systemet.
• Genom en relativt stor omsättningskopplare med små steg kunna ge nödvändiga justeringar i källspänningen.

5:e och 7:e övertonen (utdrag ur Harmoniska Övertoner):

De flesta utrustningar inom kraftelektroniken ger upphov till dessa övertoner. Detta på grund av att de är så kallade icke-linjära laster, laster som drar ström puls-vis eller på annat sätt påverkar och förvränger sinusformen hos strömkurvan. Detta innebär att de konverterare som finns i HVDC utrustning bland annat ger upphov till dessa övertoner.

Genom att fasvrida transformatorns två sekundära utgångar med 30 grader elimineras de två lägsta övertonerna. Fasvridningen fås genom att sätta två trefastransformatorer parallellt varav en är Y-Y-kopplad och den andra Y-Δ-kopplad (den 30-gradiga fasvridningen är ett fenomen av Δ-formationen).

Bild återfinns hos allaboutcircuits[dot]com

En ökning av den reaktiva impedansen på HVDC-transformatorer jämfört med traditionella krafttransformatorer bidrar till ett ”segare” strömrusningsförlopp på ventilsidan och lägre kortslutningsströmmar – detta bidrar till att skydda ventilerna men också att ventilens fysikaliska egenskaper har mindre krav på strömtålighet än om en traditionell transformator användes.

Men transformatorns största och viktigaste funktion är fortfarande den som även gäller för vanliga krafttransformatorer: Dess uppgift är att överföra spänning från ett nät till ett annat där spänningsvolym (och talar vi HVDC) även frekvens kan skilja åt.

________________________________________________________________________________________

Källor och information:
Specific requirements on HVDC converter transformers av Åke Carlsson LÄNK (pdf)

Nyligen läste jag en mycket intressant semi-självbiografi av Joshua Foer, en journalists resa till att bli korad ”U.S. memory champion”. Boken i sig gav inte så mycket ljus över Joshua själv som över allt som kretsar minnesträning, moderna tävlingar och inte minst människans historiska perspektiv på minnet.

Det som slog mig mest var de avsnitt där diskussionen föll in på inlärning i skolmiljö och hur målet ofta är att memorisera så mycket fakta som möjligt, ofta, genom ren upprepning.

Buzan believes schools go about teaching all wrong. They pour vast amounts of information into students’ heads, but don’t teach them how to retain it. […] But it’s not memorization that’s evil, he says; it’s the tradition of boring rote learning that he believes has corrupted Western education.

Det finns många som anser att vi har “glömt bort” hur man minns allt eftersom internet och andra “externa” källor av information blivit allt mer tillgängliga. Samtidigt finns det dem som ser det helt omvänt – i sin bok ”Moonwalking with Einstein: The Art and Science of Remembering Everything” skriver Joshua bl.a. om Gordon Bell:

Bell sees himself as the vanguard of a new movement that takes the externalization of memory to its logical extreme: a final escape from the biology remembering. […] For the last decade, Bell has kept a digital “surrogate memory” to supplement the one in his brain. […] A miniature digital camera, called a SenseCam, dangles around his neck and records every sight that passes before his eyes.

Hur mycket vi än kan förlita oss på Google, så kan man inte undkomma att ett gott minne fortfarande är användbart. Jag minns hur jag och en barndomsvän fick för oss att lära oss USA:s samtliga delstater och dess huvudstäder utantill i sjunde klass. Hur gick vi tillväga? Vi repeterade, övade, och övade… men tänk om vi hade kunnat lära oss det smidigare (?), snabbare (?), och inte minst mer långvarigt? Idag vet jag inte ens om jag kan nämna en delstat/huvudstads-kombination korrekt. Men ett av de smått ”skrämmande” fakta jag fick veta utifrån att läsa Joshua Foers bok var hur mycket skolväsendet på senare år påverkats av att vi inte behöver minnas eller att skolungdomar överlag inte lär sig det som kan anses vara ”allmänbildning”:

Could any less be said to those two thirds of American teens who don’t have a clue when the Civil War occurred? Or the 20 percent who don’t know who the United States fought against in World War II? Or the 44 percent who think that the subject of “The Scarlet Letter” was either a witch trial or a piece of correspondence? Progressive education reform has accomplished many things. It has made school a lot more pleasant, and a lot more interesting. But it’s also brought with it costs for as individuals and as citizens. Memory is how we transmit virtues and values, and partake of a shared culture.

HVDC, eller ”High Voltage Direct Current” (Sv. Högspänd Likström), är inte en speciellt ny uppfinning. Det som trots allt är intressant är kanske hur få människor som känner till begreppet – än mindre vet vad det innebär. HVDC handlar om att överföra likström över långa avstånd samtidigt som man undviker de förluster som uppstår genom traditionell växelström. Även om tekniken funnits länge (kommersiellt sedan 1954) så är det först på senare år som det tagit vind i seglen… bokstavligt. HVDC har blivit en teknologi som framhäver dem förnyelsebara energikällorna och möjliggör förflyttning av energi från avlägsna vattenfall till storstadens centrum. Under The Skin, HVDC simplified, är mitt försök att göra HVDC mer förståeligt.

________________________________________________________________________________________

HVDC handlar kort och gott om att omvandla växelströmmen från där den genereras till likström, föra över likströmmen till förbrukaren och på plats konvertera tillbaka till växelström. I stort handlar det om att minska förluster, men frågor rörande magnetiska fält blir allt mer en större politisk fråga. Samtidigt som världen kräver mer energi så ökar även kraven på miljövänlighet och strålningskrav m.m. Högspänd likström blev plötsligt populärt.

En HVDC-anläggning består av ett antal byggstenar:

(1) Transformator
(2) Ventil
(3) Likströmskabel/lina
(4) Filter

Det kan synas ganska lite, men faktum är att det bara finns ett fåtal tillverkare i världen som levererar HVDC-anläggningar varav de största spelarna i dagsläget är ABB, Siemens, och Areva. Allt eftersom HVDC blir allt mer populärt, och fler och fler inser att det ligger en kista med guld på andra sidan, så kommer allt fler företag in på marknaden. Men konkurrens är allt ifrån dåligt. Det sporrar till att göra nya framsteg, höja kvaliteten och effektivisera ytterligare.

Igår var det avslutningshögtid vid Högskolan Väst. Jag hade inte planerat att gå – men då programansvarig hörde av sig för en vecka sedan och bad mig komma ner för mottagande av ”bästa examensarbete” så kan man väl inte tacka nej (?). Det var en trevlig ceremoni om än mycket kort – trots att vi var blott fyra från klassen närvarande så representerade vi ändock en närmare en fjärdedel – fler elkraft-studenter behövs!

Det gjorde mig väldigt glad att se Lars-Gunnar där, f.d. co-opkoordinator. Hans stöd var i mångt och mycket ledande till att jag skrev mitt examensarbete på ABB i Ludvika. Han höll med mig om mitt val, att börja från ”praktiken” och gå mot teorin – dvs. att jag tog ett jobb som idrifttagare för att sedan arbeta mot målet att jobba inom utveckling.

Jag gjorde misstaget att börja med utveckling, och då vill dem inte släppa en sedan.

- Lars-Gunnar Johansson, fritt citerat.

Att få uppskattning för något jag har stort intresse för är jag djupt tacksam för – och arbetet kan förhoppningsvis vara den första tegelstenen till en förbättring av HVDC Classic-kontrollen.