Koestamon jäähdytysvesipumppujen taajuusmuuttajakäyttö

Abstract

Insinöörityö tehtiin ABB Oy:n Helsingin Motors & Generators -yksikön sähkökonekoestamoon. Koestamossa koestetaan 0,4–15 kV:n jännitteellä syötettäviä vaihtovirtasähkökoneita. Koestuksessa koneille tehdään mekaanisia ja sähköisiä testejä, joilla varmistetaan, että koneiden ominaisuudet ja suorituskyky ovat vaaditulla tasolla.

Työn tavoitteena oli suunnitella koestamon käytössä olevien vesijäähdytysjärjestelmän pumppujen moottorien muuttaminen taajuusmuuttajakäyttöisiksi. Taajuusmuuttajalla saavutetaan parempi pumppujen säädettävyys, joka parantaa pumppujen energiatehokkuutta. Työssä suunniteltiin laitteiston kokoonpano sekä taajuusmuuttajan ohjaus ja parametrit vesijäähdytysjärjestelmässä. Laitteistolle mitoitettiin myös komponentit ja suojalaitteet.

Laitteiston kokoonpano suunniteltiin koestamon vaatimusten, asiaankuuluvien standardien ja taajuusmuuttajan ohjekirjojen perusteella. Laitteistolle valittiin ja mitoitettiin tarvittavat komponentit ja suojalaitteet standardien ja taajuusmuuttajan ohjekirjojen mukaan. Taajuusmuuttajan ohjaus vesijäähdytysjärjestelmässä suunniteltiin lämpötila- ja paineantureita käyttäen. Taajuusmuuttajan parametrit testattiin demotaajuusmuuttajalla.

Työn lopputuloksena saatiin suunnitelma laitteistosta ja taajuusmuuttajien konfiguraatiosta, joiden perusteella asennus pystytään toteuttamaan. Laitteiston asennuksen ja käyttöönoton jälkeen voidaan selvittää, kuinka suuri energiansäästö on mahdollista saavuttaa. Käyttöönoton jälkeen voidaan myös arvioida, toimiiko laitteisto suunnitellusti, ja miten sitä voidaan mahdollisesti kehittää.

Työtä voidaan hyödyntää vastaavissa pumppuihin ja taajuusmuuttajiin liittyvissä projekteissa. Työstä saatiin käsitys taajuusmuuttajien ominaisuuksista sekä mitta-anturien avulla ohjattavista prosesseista.

This Bachelor’s study was carried out for ABB Motors & Generators machine test field department in Helsinki. The function of the test field is to test electric machines supplied by 0.4–15 kV AC voltage.

The goal was to design frequency converter use of existing cooling water pumps. The goal of the frequency converter use was to improve control of the pumps which results in better energy efficiency. This study focused on designing hardware and frequency converter configurations for the cooling water system. Configuration of the frequency converter consists of controlling the device in the water system and setting parameters for the device.

The hardware configuration was designed according to the requirements of the test field, adequate standards and manuals of the frequency converter. Necessary components and electrical protection devices were sized according to standards and manuals. Control of the frequency converter in the water system was designed using pressure and temperature sensors.

The parameters of the frequency converter were designed according to the process and tested with a demo device.

The result was a design of the hardware and frequency converter configurations. Installation of the assembly is to be carried out according to the design. Following the installation and commissioning, achieved energy savings may be concluded.

This thesis serves as reference to similar projects regarding pumps and frecuency converters. A conception was also received of features of frequency converters and of processes controlled using measurement sensors.