Borealis is a petrochemical company that produces base chemicals and plastics (polyethene and polypropylene). The production processes are very energy-intensive, and much electric energy is required. Borealis has several hundred distribution transformers worldwide to feed the necessary low-voltage switchgears. So far, no detailed recommendation has been made on how the distribution transformers should be protected, including how the earth should be connected. This means that every time a new distribution transformer is installed, the protection implemented depends on the engineering contractor and the Borealis responsible engineer.

This thesis evaluates the different protections required for distribution transformers in an industrial power grid.Focus has been on how the downstream protective earth (PE) and neutral (N) are connected, what type of earth fault and short circuit protections that are recommended, and what kind of overload protection is recommended (overload, thermal image, or temperature measurement). Also, the “normal” vendors' typical protection devices (Buchholz, overpressure, etc.) has been described.

A complete overview of the necessary protection has been achieved by describing the types of faults that can occur structurally and the protection required for each type. To decide what kind of earth fault protection that can be installed, the type of earthing system must be known. In the case of redundant feed switchgear, the type of circuit-breaker that is used for low voltage switchgear incomers and bus-tie (sectionizer) also need to be known, to identify where the earthing point can be made and what type of earth fault protection that can be installed. Another essential part of the distribution transformer protection is the selectivity scheme. Heavy process industries like Borealis have large direct online starting motors installed in their low-voltage switchgear and therefore a combined time-graded selectivity with inverse characteristics was deemed the most suitable.

Borealis är ett petrokemiskt företag som producerar kemikalier och plast (polyeten och polypropen). Produktionsprocesserna är väldigt energikrävande och mycket elenergi behövs. Borealis har flera hundra distributionstransformatorer över hela världen för att mata dess lågspänningsställverk. För närvarande finns inga detaljerade rekommendationer hur distributionstransformatorerna skall skyddas, samt hur systemjordningen skall anslutas. Detta innebär att för varje distributionstransformator som installeras så beror transformatorernas skydd på underleverantören och på respektive Borealis elingenjör.

Den här uppsatsens syfte är att utvärdera de olika skydd som behövs för distributions-transformatorer inom ett industriellt elnät. Fokus har varit på hur nedströms jord- och neutralanslutning är utförda, vilka typer av jordfelsskydds som rekommenderas, kortslutningsskydd, samt vilken typ av överlastskydd som rekommenderas (överlast, termisk modell eller temperaturmätning). I tillägg har de normala skydd som levereras av transformatorleverantörer (Buchholz, övertrycksventil etc.) har också beskrivits.Genom att beskriva de olika feltyperna som kan uppstå på ett strukturerat sätt och vilken typ av skydds som behövs för varje feltyp har en komplett översikt åstadkommits över vilka skydd som behövs.För att avgöra vilket typ av jordfelsskydd som kan installeras, så måste systemjordningens typ vara känd. Där det finns redundant matat nerströms ställverk så måste även hänsyn tas till vilken typ av brytare dessa lågspänningsställverk har installerat i dess inkommande och sektioneringsfack. Detta påverkar var systemjordningens kopplingspunkt kan installeras och vilken typ av jordfelsskydd som kan installeras.

Ytterligare en viktig faktor för skydd av distributionstransformatorer är vilken typ av selektivitetsprincip som väljs. Tung processindustri som Borealis har stora direktstartade motorer som matas ifrån dess lågspänningsställverk, vilket innebär att det bedömdes som mest lämpligt att ström och tidskarakteristiken utformas som invertid.