Sähköaseman maadoittaminen

Abstract

Tässä insinöörityössä on esitelty sähköaseman maadoittamisen kannalta oleellisia seikkoja ja käyty yksityiskohtaisesti läpi maadoitusten mitoittamiseen, suunnitteluun ja toteuttamiseen liittyviä asioita. Mitoitusta ja suunnittelua koskevaa teoriaa sekä laskenta periaatteita on tarkasteltu standardin SFS 6001+A1 pohjalta ja työn suunnittelua käsittelevä osio tehtiin todellista sähköasemaa esimerkkinä käyttäen. Teoriaa ja tietoa hankittiin standar-deista, alan kirjallisuudesta, laitteistovalmistajilta ja sähköverkkoyhtiöiden ohjeista.

Aluksi on esitelty työn kannalta oleellista teoriaa niin maadoittamisen kun niiden mitoitta-misen ja suunnittelun osalta. Teoriaa on käsitelty lähinnä suurjännitemaadoituksien kan-nalta, koska maadoitus on aihealueena todella laaja käsiteltäväksi. Seuraavaksi on esitet-ty maadoituksien mittauksiin liittyvää teoriaa ja eri mittausmenetelmiä, koska mittauksilla saadaan tieto maaperän ominaisresistanssista, joka on tärkeä tekijä maadoituksien kannalta. Tämän jälkeen maadoitusten suunnittelu on käyty läpi todellista sähköasemaa esimerkkinä käyttäen, jolle on laadittu maadoitusten perus- ja mallisuunnitelma.

Viimeisessä kappaleessa on käsitelty maadoitusten toteuttamista sähköasemalla. Kappaleessa on käsitelty maadoituselektrodien ja maadoitusjohtimien toisiinsa liittämistä sekä selvitetty miten sähköaseman eri jännitetasojen maadoitukset saadaan liitettyä yhtenäiseksi laajaksi maadoitusjärjestelmäksi. Maadoitusjärjestelmä koostuu tällöin päämuuntajan maadoituksista, ulkona olevien ensiölaitteiden maadoituksista, rakennuksen ja sen sisällä olevien kojeistojen sekä jakokaappien maadoituksista. Lopuksi on käyty läpi eri laitteiden ja osakokonaisuuksien maadoittaminen esimerkki kuvia hyväksi käyttäen.

Työn on tarkoituksena toimia ohjeena maadoitusten suunnittelulle ja asentamiselle. Toteutusta koskevat asiat ovat yleisiä periaatteita, jonka vuoksi maadoitukset on toteutettava aina sähköverkonhaltijan ohjeiden ja vaatimusten perusteella.

The purpose of this graduate project is to examine important facts concerning high voltage substation earthings. The aim is to introduce in detail how the calculation of earting conductor sizing is carried out and how substation earthings are designed and constructed in practice. The planning, design and the calculation principles of the earthing system are performed according to the Finnish standard SFS 6001+A1. An existing substation is used to represent how the design process is carried out. This study is based on information obtained from hardware and software manufacturers, standards, professional literature and from transmission system operators' instructions.

First, the essential theory regarding earthing and design of the earthing system is intro-duced. The theory focuses on high voltage earthing in particular. Also, the measurements of an earthing system and the measuring methods are described because the measure-ments provide important information on soil resistivity, which is a decisive factor for the earthing system. After that the design of the earthing system is presented with the help of an existing substation and the earthing plan is implemented.

The final chapter demonstrates how earthings are carried out in a substation. It describes how earthing conductors are connected to the earthing electrodes (earthing grid). It also presents how different voltage level earthings are integrated as part of an extensive earthing arrangement. This means that the earthings comprise of main transformer earthings, outdoor primary equipment earthings, switchgear building earthings and earthings which are inside the building, for example medium voltage switchgear earthings and distribution cabinets earthings. To finish off, different equipment earthings and earthing subassembly are demonstrated with example photos.

Based on the findings of this thesis a document was created which gives information about the design of an earthing system and earthing construction in practice. Information affecting practical construction is, however, universal and therefore earthings should be carried out according to the transmission system operator’s instructions.