Tehtaan keskijännitejakelun selektiivisyystarkastelu

Abstract

Työssä perehdytään UPM-Kymmene Oyj:n Rauman tehtaiden keskijänniteverkon oiko- ja maasulkusuojaukseen ja näiden toiminnan selektiivisyyden tarkasteluun. Lähtökohtana on ollut selvittää tehtaalla ilmenneiden epäselektiivisten suojaustoimintojen taustoja ja toteuttaa mahdollisimman perusteellinen selektiivisyystarkastelu yhteen verkon osaan niin sanottuna case-tarkasteluna. Case-tarkastelussa arvioidaan selektiivisen suojauksen toteutumista sekä ongelmakohtia, ja muodostetaan parannusehdotukset suojalaiteasettelujen ja laitehankintojen muodossa kohteeseen. Lisäksi kirjallisuusselvityksen ja kohdetarkastelussa syntyneiden työmenetelmien on tarkoitus toimia apuvälineenä, mikäli tarkastelua halutaan laajentaa jatkossa koko verkon laajuiseksi ja verkon uusintaprojektien yhteydessä. Työssä on selvitetty lakien, standardien ja määräysten asettamia vaatimuksia suojaukselle. Tarkastelu pohjautuu tehtaalle aiemmin suoritettuun vikavirtalaskentaan, jossa oikosulkuvirrat on laskettu normaalissa kytkentätilanteessa standardin IEC 60909 mukaisesti ja verkon maasulkuvirrat yksivaiheisessa maasulussa. Laskennan tuloksia sovelletaan suojaustarkastelussa kirjallisuuslähteiden perusteella. Lisäksi tarkastelua varten on selvitetty verkon ja suojauksen laitteistoa ja kerätty niiden nimellis- ja asetteluarvoja. Oikosulkuvirrat, kuormitusvirrat ja suojien toiminta-arvoista muodostetut toimintakäyrät mallinnetaan selektiivisyyskäyrästöihin, joissa oikosulkusuojauksen selektiivisyys arvioidaan. Pienet oikosulkuvirtaerot verkon eri vikakohdissa eivät mahdollista selektiivisyyden saavuttamista pelkästään ylivirtareleiden virta-asetteluilla, mihin nykyinen toiminta pitkälti perustuu. Selektiivisyys voidaan toteuttaa suojien välisiä toiminta-aikoja porrastamalla, jolloin täytyy kuitenkin varmistaa verkon laitteiston oikosulkukestoisuuden säilyminen. Releitä modernisoimalla voidaan porrasaikoja lyhentää, ja uudet releet mahdollistavat myös lukitussuojauksen, jolla voidaan toteuttaa samalla absoluuttisesti selektiivinen ja nopea suojaus. Maasulun paikantaminen yleishälytyksen perusteella voi muodostua hankalaksi ja pitkittää maasulkua. Lähtökohtaista laukaisevaa maasulkusuojausta lisäämällä voidaan toiminta saattaa selektiiviseksi, jolloin riskitekijät oikosulkuun kehittymiselle, lisävaurioihin ja henkilöturvallisuudelle vähenevät. Tämä edellyttää vanhimpien releiden modernisointia sekä kaapelivirtamuuntajien hankintaa.