Tasasuuntaajien muodostamat yliaallot
Lindström, Kimmo (2014)
Lindström, Kimmo
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014060311463
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014060311463
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkittiin tasasuuntaustekniikan muodostamia yliaaltoja sekä niiden vaikutuksia sähköverkkoon ja verkon muihin laitteisiin. Työssä vertailtiin sähköanalysaattorilla mitattuja yliaaltopitoisuuksia eri lähteistä löydettyihin määräyksiin ja suosituksiin. Työn tarkoituksena on selvittää, miten paljon voimalaitoksen sähkösuodattimien tasasuuntaajat aiheuttavat syöttävään pienjänniteverkkoon yliaaltoja. Lisäksi haluttiin selvittää yliaaltojen merkitystä sähkönlaatuun sekä niiden mahdollisia haittavaikutuksia.
Teoriaosassa selvitetään yliaaltojen perusteet ja kerrotaan miten yliaallot muodostuvat. Lisäksi tuodaan esille yliaaltojen haittavaikutuksia. Yliaaltoja ja tässä työssä tutkittavaa sähköverkkoa koskevat tärkeimmät standardit ja suositukset esitellään työn seuraavissa osissa. Näiden teoriaosuuksien perusteella pyrittiin luomaan selkeä kuva siitä, mitä mittauksia sähköverkossa tulisi tehdä, jotta työn tarkoituksenmukaiset yliaaltopitoisuudet ja niiden vaikutukset saataisiin selvitettyä.
Mittaukset syöttävässä sähköverkossa osoittivat sähkösuodattimien tasasuuntaajien aiheuttavan merkittäviä yliaaltoja. Yliaaltojännitteet eivät mittausten perusteella ylittäneet standardien määräämiä raja-arvoja, mutta yliaaltovirrat sen sijaan olivat huomattavat ja suositellut yliaaltovirran arvot ylittyivät. Koska yliaaltojännitteen muodostuminen on riippuvaista yliaaltovirroista ja sähköverkon impedanssista, todettiin sähköverkko pieni-impedanssiseksi. Vahva syöttävä verkko on jo sinällään yksi yliaaltojen torjuntakeino, mutta yliaaltovirrat saattavat silti aiheuttaa ongelmia muissa verkon osissa ja laitteissa. Vaikka tällä hetkellä yliaallot eivät aiheuta tutkittavassa verkossa ongelmia, tässä työssä suositellaan silti yliaaltojen suodatuksen lisäämistä ehkäisykeinona tulevaisuuden mahdollisille yliaalto-ongelmille.
Teoriaosassa selvitetään yliaaltojen perusteet ja kerrotaan miten yliaallot muodostuvat. Lisäksi tuodaan esille yliaaltojen haittavaikutuksia. Yliaaltoja ja tässä työssä tutkittavaa sähköverkkoa koskevat tärkeimmät standardit ja suositukset esitellään työn seuraavissa osissa. Näiden teoriaosuuksien perusteella pyrittiin luomaan selkeä kuva siitä, mitä mittauksia sähköverkossa tulisi tehdä, jotta työn tarkoituksenmukaiset yliaaltopitoisuudet ja niiden vaikutukset saataisiin selvitettyä.
Mittaukset syöttävässä sähköverkossa osoittivat sähkösuodattimien tasasuuntaajien aiheuttavan merkittäviä yliaaltoja. Yliaaltojännitteet eivät mittausten perusteella ylittäneet standardien määräämiä raja-arvoja, mutta yliaaltovirrat sen sijaan olivat huomattavat ja suositellut yliaaltovirran arvot ylittyivät. Koska yliaaltojännitteen muodostuminen on riippuvaista yliaaltovirroista ja sähköverkon impedanssista, todettiin sähköverkko pieni-impedanssiseksi. Vahva syöttävä verkko on jo sinällään yksi yliaaltojen torjuntakeino, mutta yliaaltovirrat saattavat silti aiheuttaa ongelmia muissa verkon osissa ja laitteissa. Vaikka tällä hetkellä yliaallot eivät aiheuta tutkittavassa verkossa ongelmia, tässä työssä suositellaan silti yliaaltojen suodatuksen lisäämistä ehkäisykeinona tulevaisuuden mahdollisille yliaalto-ongelmille.