Jännitteenjakelun mitoitus prosessiteolisuudessa: Sähkökeskuksien oikosulkukestoisuus
Koskela, Mika (2019)
Koskela, Mika
2019
Kaikki oikeudet pidätetään
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201903213589
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201903213589
Tiivistelmä
Opinnäytetyö tilaajana toimi Apex Automation Oy, jonka toimipaikka on Kokkolassa. Apex Automation Oy on vuonna 1993 perustettu teollisuuden automaatioon erikoistunut suunnittelutoimisto, joka työllistää yli 50 alan ammattilaista.
Opinnäytetyössä perehdyttiin prosessiteollisuuden jännitejakeluun ja sen mitoitukseen liittyvään teoriaan. Työssä keskityttiin oikosulkuvirtoihin, joiden rasitukset on sähkökeskusten kestettävä. Työssä on käsitelty verkon suojalaitteita, keskusten ja virtakiskojen oikosulkukestoisuutta, selektiivisyystarkastelua ja sulakkeiden ominaisuuksia.
Työssä on myös käsitelty esisuunnittelussa ja mitoituksessa apuna käytetyn Siemens SIMARIS – ohjelman suunnittelua ja ohjelmasta saatujen tulosten vertailua käsin laskettuihin arvoihin. Myös ohjelman luotettavuutta on arvioitu saatujen tulosten perusteella. Saatujen tulosten pohjalta voitiin todeta, että SIMARIS – ohjelma on laskennassa luotettava, mutta puutteitakin ohjelmassa on. Ohjelmaa voi suunnittelussa hyödyntää, jos tiedostaa sen laskentatavat.
Opinnäytetyö liittyi toteutettuun prosessiteollisuusprojektiin, jossa suunniteltiin sähkönjakelu ja automaatio sisältäen laitetoimitukset sähkökeskusten ja automaation osalta. Tämän opinnäytetyön perimmäinen tarkoitus oli tuottaa ohjeistus jännitejakelun mitoitukseen, jonka mukaan voidaan mitoittaa jännitteenjakelupiirit prosessikeskuksessa.
Opinnäytetyön pohjalta voitiin tarkentaa vaatimuksia tuleville projekteille, jotta keskukset voidaan merkitä oikosulkukestoisuuden kannalta standardin määrittämällä tavalla. The thesis was commissioned by Apex Automation Oy, based in Kokkola. Founded in 1993, Apex Automation Oy is an industrial automation company that employs over 50 professionals.
The thesis explored the voltage distribution of the process industry and the theory related to its dimensioning. The work focused on short-circuit currents, the stresses of which must be borne by the power centers.Network protection devices, short-circuit resistance of switches and busbars, selectivity analysis and fuse characteristics have been discussed.
The design of Siemens SIMARISsoftware used in pre-design and dimensioning and the comparison of the results obtained from the program with the manually calculated values have also been discussed. The reliability of the program has also been assessed on the basis of the results obtained. On the basis of the results, it was found that the Simaris program is reliable inthe calculation, but there are also shortcomings in the program. The program can be utilized in design if one is aware of its calculation methods.
The thesis was related to the implemented process industry project, which planned the distribution of electricity and automation, including equipment deliveries for power centers and automation. The ultimate purpose of this thesis was to provide guidelines for voltage distribution dimensioning, according to which voltage distribution circuits can be dimensionedin the process center.
On the basis of the thesis, the requirements for future projects could be specified to enable the centers to be marked in terms of short-circuit resistance as defined by the standard
Opinnäytetyössä perehdyttiin prosessiteollisuuden jännitejakeluun ja sen mitoitukseen liittyvään teoriaan. Työssä keskityttiin oikosulkuvirtoihin, joiden rasitukset on sähkökeskusten kestettävä. Työssä on käsitelty verkon suojalaitteita, keskusten ja virtakiskojen oikosulkukestoisuutta, selektiivisyystarkastelua ja sulakkeiden ominaisuuksia.
Työssä on myös käsitelty esisuunnittelussa ja mitoituksessa apuna käytetyn Siemens SIMARIS – ohjelman suunnittelua ja ohjelmasta saatujen tulosten vertailua käsin laskettuihin arvoihin. Myös ohjelman luotettavuutta on arvioitu saatujen tulosten perusteella. Saatujen tulosten pohjalta voitiin todeta, että SIMARIS – ohjelma on laskennassa luotettava, mutta puutteitakin ohjelmassa on. Ohjelmaa voi suunnittelussa hyödyntää, jos tiedostaa sen laskentatavat.
Opinnäytetyö liittyi toteutettuun prosessiteollisuusprojektiin, jossa suunniteltiin sähkönjakelu ja automaatio sisältäen laitetoimitukset sähkökeskusten ja automaation osalta. Tämän opinnäytetyön perimmäinen tarkoitus oli tuottaa ohjeistus jännitejakelun mitoitukseen, jonka mukaan voidaan mitoittaa jännitteenjakelupiirit prosessikeskuksessa.
Opinnäytetyön pohjalta voitiin tarkentaa vaatimuksia tuleville projekteille, jotta keskukset voidaan merkitä oikosulkukestoisuuden kannalta standardin määrittämällä tavalla.
The thesis explored the voltage distribution of the process industry and the theory related to its dimensioning. The work focused on short-circuit currents, the stresses of which must be borne by the power centers.Network protection devices, short-circuit resistance of switches and busbars, selectivity analysis and fuse characteristics have been discussed.
The design of Siemens SIMARISsoftware used in pre-design and dimensioning and the comparison of the results obtained from the program with the manually calculated values have also been discussed. The reliability of the program has also been assessed on the basis of the results obtained. On the basis of the results, it was found that the Simaris program is reliable inthe calculation, but there are also shortcomings in the program. The program can be utilized in design if one is aware of its calculation methods.
The thesis was related to the implemented process industry project, which planned the distribution of electricity and automation, including equipment deliveries for power centers and automation. The ultimate purpose of this thesis was to provide guidelines for voltage distribution dimensioning, according to which voltage distribution circuits can be dimensionedin the process center.
On the basis of the thesis, the requirements for future projects could be specified to enable the centers to be marked in terms of short-circuit resistance as defined by the standard