18V46-dieselvoimalaitosten keskijännitejärjestelmän kustannusselvitys

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee 18V46-dieselvoimalaitosten keskijännitejärjestelmän mitoittamista ja tehtyjen valintojen vaikutusta keskijännitejärjestelmän kustannuksiin. Työ tehtiin Citec Engineering Oy:lle, ja sen tavoitteena oli selvittää 18V46-dieselvoimalaitosten keskijännitejärjestelmien kustannuksia tutkimalla kahden eri generaattorivaihtoehdon mukanaan tuomia kustannuksia kaapeli-, kojeisto- ja muuntajavalinnoissa. Työn tuloksena oli tarkoitus saada Excel-pohjainen kustannustaulukko.

Generaattorit tuottavat yhtä suuren tehon toisiinsa nähden, mutta niiden nimellisjännitteet ja nimellisvirrat eroavat toisistaan. Vaihtoehtoina ovat 11 kV ja 15 kV generaattorit 50 Hz taajuudella. Mitoituksen kannalta näiden kahden vaihtoehdon selkeä eroavaisuus tulee niiden tuottamissa vaihe- ja oikosulkuvirroissa 15 kV nimellisjännitteisellä generaattorilla niiden ollessa 11 kV generaattorin arvoja pienempiä. Tämä mahdollistaa 15 kV jännitteellä useamman generaattorin yhdistämisen samaan keskijännitekojeistoon, joten tällöin saatetaan säästää kojeistokohtaisissa muuntajakustannuksissa ja kojeistojen kustannuksissa. Lisäksi 15 kV jännitteellä kaapelointikustannukset pienenevät merkittävästi, koska vaihevirrat ovat pienempiä ja näin ollen johtavaa poikkipintaa tarvitaan vähemmän.

Työssä mitoitettiin viidelle eri voimalaitoskoolle keskijännitekojeistot, keskijännitekaapelit, omakäyttömuuntajat ja päämuuntajat molemmilla generaattorivaihtoehdoilla. Mitoitusten perusteella tehdyn kustannustaulukon mukaan voidaan nähdä tutkittujen voimalaitoskokojen osalta kannattavimmat generaattorivaihtoehdot.

This project was commissioned by Citec Engineering Oy in Vaasa. The aim of the study was to do a research which included five different sizes of 18V46 diesel power plants with two different types of generators. The studied sizes of power plants were with two, four, six, eight and twelve engines. The choice of the gene-rator affects medium voltage cabling, medium voltage switchgears and the transformers in the power plant. The actual objective was to create an Excel-based cost calculation table which calculates the significant costs that the two generator options come along with.

Generators with 11 kV and 15 kV nominal voltages were the two generator options. The two generators have the same nominal power, but the nominal voltages and currents are the differential. This affects the medium voltage switchgears configuration, because of the short circuit and nominal currents capacity of the switchgears. Short circuit and nominal currents were calculated with Citecs Shortie-calculation program. Shortie gave the required information to choose the medium voltage switchgear. This led to different cable and transformer selections. The medium voltage cables were chosen with Citecs Cable Calculator and the transformers were chosen according to needed power and nominal voltages.

The cost calculation table was made according to those selections for all of the five sizes of 18V46-power plants. The cost calculation table gives the results from where the more profitable generator option can be seen. According to the cost calculation table, it is more profitable to use 15 kV generators in four, eight and twelve generator power plants.