Loviisan voimalaitoksen MONU-UPS-laitteiden kuormituksien selvittäminen

Abstract

Katkeamaton tehonsyöttöjärjestelmä on enenevässä määrin noussut esille tärkeänä osatekijänä muun muassa turvallisuusjärjestelmissä, jotka on pidettävä käynnissä turvallisuuden ylläpitämiseksi tai on suojattava sähköverkon häiriöiltä. Ydinvoimalaitokselta vaaditaan kaikissa olosuhteissa häiriötöntä toimintaa. Näin ollen kaikkien laitoksella olevien turvajärjestelmien on oltava katkeamattoman tehonsyöttöjärjestelmän takana. Yksi osatekijä tämän saavuttamiseksi on varmistaa että on olemassa useita, sekä sisäisiä että ulkoisia virtalähteitä jokaiselle kriittiselle kuormalle. Katkeamaton tehonsyöttöjärjestelmä eli UPS-järjestelmä suojaa siihen liitetyt laitteet yläaalloilta, sähkökatkoksilta ja taajuuden vaihteluilta. On olemassa kolme topologiaa kun puhutaan UPS-laitteista. Ne ovat ”Off-line UPS”, ”Line interactive UPS” sekä ”On-line UPS”, joista viimeinen on pisimmälle edistynyt ja antaa parhaan mahdollisen suojan. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on laskea Loviisan ydinvoimalaitoksen neljän MONU-UPS-laitteiden kuormia, jotta voidaan määrittää jos ne ovat ylikuormitettuja tai jos tulevaisuudessa on mahdollista lisätä laitteita jotka tarvitsevat katkeamatonta tehonsyöttöjärjestelmää.

Avbrottsfri kraftförsörjning spelar en viktig roll i bland annat säkerhetssystem som skall hållas igång för säkerhetens skull eller för att skyddas från störningar i elnätet. Ett kärnkraftverk förväntas under alla omständigheter fungera störningsfritt. Därför bör alla de viktigaste säkerhetsutrusningarna som används på kraftverket ha en elmatning som är avbrottsfri. En bidragande faktor i kraftförsörjningen är att det finns många interna och externa strömförsörjningar till varje kritisk belastning. En avbrottsfri kraftförsörjare, det vill säga en UPS-enhet, är till för att skydda tillkopplade apparater från till exempel övertoner, strömavbrott samt frekvensväxlingar. Det finns tre topologier som man brukar tala om när det gäller UPS-enheter. De är ”Off-line UPS”, ”Line interactive UPS” och ”On-line UPS” varav den sistnämnda är den mest avancerade enheten som ger det bästa skyddet. Syftet med detta examensarbete är att beräkna Lovisa kärnkraftsverkets fyra MONU-UPS-enheters belastningar för att kunna bestämma om de är överbelastade eller om man i framtiden kan lägga till utrustning som behöver avbrottsfri kraftförsörjning.

Uninterruptible power supply plays an important role in protective systems that must be kept running for safety or to be protected from interference in the electrical grid. A nuclear power plant is expected to operate without disturbances under any circumstances. Because of this, all the most important safety equipments that are used at the power plant must have a power supply that is uninterruptible. A part in achieving this is that there are many internal and external power supplies to any critical load. The interruptible power supply in other words the UPS, has to protect the connected devices from overtones, power outages and frequency variations. There are three topologies when it comes to the UPS-unit. They are “Off-line UPS”, “Line interactive UPS” and “On-line-UPS”, of which the latter is the most advanced and gives the best protection. The aim of this thesis is to calculate the loads of the four MONU-UPS-units of Loviisa nuclear power plant to determinate if they are overloaded or if more electrical equipment that need uninterruptible power supply could be added in the future.