Telakan sähköverkon loistehon kompensointi ja yliaallot

Abstract

Tässä opinnäytetyössä perehdytään pienjännitesähköverkon loistehon kompensointilaitteiston tarpeellisuuden sekä laitteiston kunnon selvittämiseen mittaamalla sähköverkon sähkön laatua. Mittaamalla sähköverkon sähkön laatu, saadaan selville sähköverkon loistehon osuus sekä verkon yliaaltopitoisuus. Näiden perusteella saadaan valittua tarvittava kompensointilaitteisto. Sähköverkon sähkönlaadun mittaukset tehtiin Helsingin telakalla Insta Automation Oy Kenttähuolto -yksikölle.

Opinnäytetyö käsittelee loistehon kompensointia sekä kompensoinnista saatavia hyötyjä. Yliaaltojen osuutta tarkastellaan kompensointilaitteiden valinnassa ja perehdytään niiden aiheuttajiin sekä tapoihin, joilla yliaaltoja saadaan pienennettyä. Helsingin sähköverkossa asiakkaat saavat ottaa verkosta enemmän loistehoa verrattuna muihin sähköverkkoyhtiöihin kaupungin suuren kaapeliverkoston vuoksi. Investointi loistehon kompensointiin ei välttämättä ole tällöin kaikissa tapauksissa taloudellisesti kannattavaa.

Helsingin telakalla mitattiin sähkön laatu yhdeksästätoista eri kohteesta, joista tässä opinnäytetyössä käsitellään kahta. Sähkön laatumittausten perusteella suositellaan teknisesti ja taloudellisesti kannattavinta ratkaisua. Työssä käsiteltävistä keskuksista toiseen suositellaan estokelaparistolla varustettua kompensointilaitteistoa, kun taas toiseen ei kompensointilaitteistoa suositella pienen loistehon kulutuksen vuoksi.

The purpose of this thesis was to study the condition of current reactive power compensation equipment of a shipyard located in Helsinki. In addition, the real demand of reactive power was also verified in order to ensure the need for compensation equipment. This was done by measuring the quality of supply. By measuring the quality, amount of reactive power and harmonics in distribution can be checked. As a result, type and construction of compensation equipment can be determined. Distribution system quality measurements were done in Helsinki shipyard by Insta Automation Oy Fieldservice.

The thesis investigates reactive power compensation and its benefits. Harmonics are always present and must be considered when selecting compensation equipment. The thesis deals with the sources of harmonics and the methods for their mitigation. The local electricity company, Helen allows customer to consume more reactive power than other companies because of their large cable network. Therefore, investing in reactive power compensation equipment is not always cost-effective.

In Helsinki shipyard, nineteen different locations were measured and analyzed. The thesis deals with two of these. According to the results of the thesis, the first location is recommended to be equipped with detuned capacitors having reactors to avoid resonance. For the other location, reactive power compensation is not needed due to low reactive power consumption. Cost-effectiveness of the equipment would not be fulfilled in the second location.