Keskijänniteverkon haaran syöttäminen varavoimakoneella

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan keskijänniteverkon syöttämistä siirrettävällä varavoimakoneella. Työn tavoitteita olivat varavoimakoneen generaattorin ja muuntajan mallinnus Trimble NIS-verkkotietojärjestelmään, varavoimakoneiden keskijänniteverkkoon kytkemiseen liittyvien vaiheiden selvittäminen sekä varavoimakoneiden käyttöpaikkojen tutkiminen Tampereen Sähköverkko Oy:n verkosta. Työn tavoitteet saavutettiin ja tuloksia voidaan käyttää sähköverkkoyhtiöissä, jotka ovat kiinnostuneita aiheesta.

Opinnäytetyössä käsitellään sähköverkkoyhtiön toimitusvarmuutta ja varavoimakoneen rakennetta sekä toimintaa. Opinnäytetyötä varten tehtiin kysely, jonka tarkoituksena oli kartoittaa muiden verkkoyhtiöiden kokemuksia varavoimakoneen käytöstä keskijänniteverkossa. Kyselystä selvisi, että opinnäytetyön aihe on sähkön toimitusvarmuuden parantamiseksi ajankohtainen monelle verkkoyhtiölle.

Opinnäytetyön tekemisen aikana havaittiin, että Trimble NIS verkkotietojärjestelmä ei soveltunut saarekekäytön mallintamiseen. Mallinnuksessa onnistuttiin luomalla järjestelmään päämuuntaja varavoimakoneen generaattorin sekä syöttömuuntajan sähköisillä arvoilla. Varavoimakonetta kytkettäessä keskijänniteverkkoon tarvitaan syöttömuuntaja, joka muuntaa jännitteen oikean suuruiseksi. Tämän lisäksi verkon suojausten täytyy toimia. Tehokkain vaihtoehto on rakentaa varavoimakoneesta ja syöttömuuntajasta kokonaisuus, jota voidaan käyttää pien- sekä keskijänniteverkkojen syöttämisessä.

Keskijänniteverkossa tutkittavien varavoimakoneiden sujuvassa käytössä on kehitettävää. Ilmajohdollinen sähköverkko kulkee usein vaikeasti lähestyttävässä maastossa ja koneiden suuri koko asettaa haasteita kytkennän turvalliselle suorittamiselle. Suunnittelemalla käyttöpaikat etukäteen, pystytään esimerkiksi vikatilanteessa nopeasti toimittamaan varavoimakone sopivalle paikalle.

This Bachelor’s thesis focused on studying power distribution for medium voltage networks using transferable diesel generators. The aims were to create a model of diesel generators and transformers using the Trimble NIS-network information system, to map out all necessary steps that need to be taken when connecting diesel generators to medium voltage networks and to find locations of use suitable for diesel generators within the power grid owned by Tampere Sähköverkko Oy. These aims were achieved and the results can be used by electricity distribution companies.

The transmission reliability of electricity distribution companies and the structure of diesel generators were the main discussed in the theoretical part of the thesis. An inquiry was also made the purpose of mapping out the experiences other distribution companies have had in using diesel generators in medium voltage networks. Many companies that answered the inquiry replied that the subject of this thesis was relevant to them. They see diesel generators as one way of improving electricity transmission reliability.

The Trimble NIS network information system was not directly susceptible of modeling diesel generators. For the purposes of this thesis, the modeling of diesel generators was done by adding a power transformer, which had the same electronic values as diesel generators and transformers into the NIS system. Transformers are needed to distribute power for medium voltage networks. The most effective way of using diesel generators is to build a single entity which includes diesel generators as well as transformers. That entity can then also be used in medium voltage and low voltage networks.

There is room for improvement in the use of diesel generators in medium voltage networks. Overhead wires are often in inaccessible places and transporting diesel generators to those areas can be difficult. However, for faster transportation of such diesel generators, the locations need to be planned in advance.