Teollisuussähköverkon luotettavuus

Abstract

Sähköverkon luotettavuus voidaan jakaa kahteen osa-alueeseen, riittävyyteen ja käyttövarmuuteen. Riittävyys tarkoittaa, että järjestelmä pystyy syöttämään kuormille niiden tarvitseman tehon ajankohdasta riippumatta. Riittävyyttä voidaan tarkastella kahdessa eri tilanteessa; tilanteessa, jossa järjestelmä on kytketty yleiseen jakeluverkkoon ja tilanteessa, jossa järjestelmä on oman varavoimansa varassa. Käyttövarmuus puolestaan tarkoittaa järjestelmän kykyä kestää äkilliset häiriöt. Teollisuussähköverkon käyttövarmuus muodostuu useasta tekijästä. Päätekijöitä ovat kuormitettavuus, huoltotoimenpiteet ja vikatilanteiden hallinta. Työssä tarkasteltu teollisuussähköverkko koostuu kahdesta muuntajapiiristä. Molemmissa muuntajapiireissä osa sähköverkosta on varavoimageneraattorien piirissä. Tuotantoon ja tuotekehitykseen liittyvät sähköverkon komponentit mallinnettiin ja niiden kattamasta sähköverkosta muodostettiin 3 simulointimallia. Muuntajapiireistä muodostettiin 2 simulointimallia ja toisesta varavoimapiiristä 1 simulointimalli. Vikavirtatarkastelujen simuloinnissa käytettiin apuna PSCAD ohjelmistoa. Vikavirtatarkastelujen tarkoituksena oli selvittää verkon komponenttien riittävä mekaaninen ja terminen kestoisuus sekä suojauksen toimivuus. Varavoimapiirien osalta suojauksen toimivuudesta ei ollut mahdollista tehdä kattavaa analyysia tämän työn laajuudessa. Vikavirtatarkastelujen lisäksi analysoitiin ennakkohuoltojen yhteydessä saatuja mittaustuloksia, joiden perusteella annettiin kehitysehdotuksia. Sähkökeskuksista mitattiin kuormitusvirtoja, minkä tarkoituksena oli selvittää tärkeimpien syöttöjen ja varavoimakoneiden käytetty kapasiteetti. Lisäksi arvioitiin yleisesti varavoimakoneiden kapasiteetin riittävyyttä tuotannon näkökulmasta. Työn tuloksena syntyi joukko johtopäätöksiä ja kehitysehdotuksia, joista tärkeimmät koskivat lämpökuvauksia, muuntajaa M1, varavoimageneraattoreita, varavoiman riittävyyttä sekä oikosulkuvirtojen suuruuksia.