Oikosulkuvirtojen laskenta ja suojauksen selektiivisyys Joensuun voimalaitosalueella

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli uusia oikosulkuvirtalaskelmat Joensuussa Fortumin omistamilla voima- sekä lämpölaitoksilla. Kontionsuon voimalaitosalueella laskenta suoritettiin jakokeskustasolle asti ja lämpölaitoksilla pääkeskuksien tasolle. Laskelmat uusittiin, koska sähköverkkoihin on tehty huomattavia muutoksia edellisien laskelmien jälkeen ja ne haluttiin päivittää nykyaikaan. Työhön sisällytettiin myös sähköverkon suojauksen selektiivisen toiminnan tutkimusta Kontionsuon voimalaitosalueella. Oikosulkuvirtalaskennat suoritettiin käyttämällä ABB DOC-laskentaohjelmaa. Työ aloitettiin hankkimalla kaikki tarpeelliset tiedot jokaisen kohteen sähköverkosta. Laskenta suoritettiin sähköverkkojen normaalissa kytkentätilanteessa, jolloin laitokset ovat käynnissä. Laskennan tuloksia vertailtiin sähköverkon komponenttien oikosulkuvirtakestoisuuksiin ja tutkittiin niiden kestävyyksiä.

Oikosulkuvirtalaskelmia eri verkoissa ja tilanteissa laskettiin yhteensä 11 eri kombinaa-tiossa. Sähköverkon tietojen kerääminen oli työlästä ja aikaa vievää kohteiden määrästä johtuen. Oikosulkuvirtalaskelmien avulla etsittiin mahdollisia ongelmia sähköverkosta, mutta niitä ei löytynyt. Laskelmien tuloksia voidaan käyttää hyödyksi sähköverkon kehitystyössä tulevaisuudessa.

The subject of the thesis was to update the short-circuit current calculation at Joensuu area’s heat and power plants. The calculations were made to the main switchboard level at heat facilities and to the main and distribution switchboard levels at Kontiosuo’s plant area. Short-circuit calculations were updated because the electric grid at Kontiosuo has changed significantly after the last calculations and they needed to be updated. Calculations from heat only facilities were also outdated and were updated. Studying the selectivity of protection circuits at Kontiosuo’s electric grid was also included in the thesis. Short-circuit currents were calculated by using the ABB DOC software.

The process began by collecting the needed information about all of the electric grids. Calculations were made by assuming that the electric grids were in normal operation mode and that the facilities were in use. The results of these calculations were then used to find any weak spots in the electric grid by comparing them to the electric grid components’ short-circuit durability values. No problems in the electric grids were found.

The total amount of different short-circuit calculation situations were 11 due to different locations and combinations. Collecting the information was hard, extensive and time consuming. Also interpreting the results was demanding due to the big amount of information collected.