Voimalaitosmallin kehitystyö Technobothniassa

Abstract

Päättötyön tarkoituksena on tehdä suunnitelma Technobotnian LEP 1 -sähkölaboratorion voimalaitosmallin modernisoimiseksi. Työ tehdään Vaasan ammattikorkeakoululle ja Technobothnialle. Nykyisessä tilassa oleva voimalaitosmalli halutaan modernisoida, sillä tällä hetkellä siitä löytyy vanhentuneita laitteita, ylimääräisiä kytkimiä, sekä mittareiden määrää kaapin ovissa halutaan vähentää käyttämällä mittaria, joka voi näyttää samanaikaisesti useampia mitattavia suureita. Myös voimalaitosmallin kaapin ovissa oleva mimiikka halutaan modernisoida vastaamaan totuudenmukaisemmin, sitä miten voimalaitosmalli on todellisuudessa kytketty.

Suurin voimalaitosmalliin käyttöön suunniteltu muutos on se, että uudistetussa mallissa jokaista katkaisijaa ohjataan suoraan mimiikkaan tuoduilla painonappiohjauksilla ja vikojen ohjaukset on tuotu suoraan mimiikkaan omille paikoilleen. Voimalaitos mallin vanhentuneet suojareleet, tehonsäädin ja automaattitahdistin uusitaan nykyaikaisiin vastineisiin. Uusissa suojareleissä on uutena ominaisuutena synchrocheck-toiminto. Lisäksi voimalaitosmalliin suunnitellaan Ethernet-verkko helpottamaan muun muassa suojareleiden konfiguroimista. Suunnittelutyö pohjautuu asennettavien laitteiden manuaaleihin ja voimalaitosmallin piirustuksiin. Uudet kytkentäkuvat on piirretty CAD-ohjelmalla.

Voimalaitosmalliin tehtävien käyttöä parantavien muutoksien myötä sen ulkoasu ja ohjaus muuttuvat johdonmukaisemmaksi ja opiskelijoille helpommin ymmärrettäväksi.

The objective of the thesis was to design a plan to improve and develop the power plant model in Technobothnia laboratory. In its current state, the power plant model includes obsolete devices, unused switches and a lot of indicators that present only one value and therefore use a lot of space in the cabinet doors. The power plant model will be connected to the distributed generation model which is in the same laboratory. Therefore, the overhaul of the graphical presentation of the power plant model that is printed on its doors is required to present the electrical connections more accurately.

The designed plan includes removing and replacing the obsolete devices with modern equivalents. These obsolete devices are old protection relays, analog load sharing unit and automatic synchronizer. The modern protection relays can be connected to the Ethernet and therefore a small network is designed for them for ex-ample for configuration purposes. The control method of the power plant model changes also. In the present model, the operator can select pre-defined scenarios using a switch, which defines if the power plant model is wanted to be used in the island operation or synchronized to the grid. In the improved and modernized ver-sion of the power plant model, the switch for pre-defined scenarios is removed and the operator must know the proper sequence to open or close the switches via push buttons. Because of this, the design of lock out circuit had to be made for the switches. In the modernized model, all devices, switches and indicators are located in their own designated areas.

The purpose of the changes is to improve the user-friendliness of the power plant model and to make it more illustratable to the operator and to the students who use it in the laboratory. With the new improved graphical presentation printed on the surface of the power plant model it is easier to understand the teaching and learning situations.