Keskijänniteverkon suojareleiden koestuslaitteiston suunnitelma

Abstract

Käyttöönottaessa suojareleitä ne tulee koestaa koestuslaitteella. Opinnäytetyön tarkoituksena oli tuottaa suunnitelma keskijänniteverkon suojareleiden koestuslaitteistosta. Aiheen toimeksiantajana oli Maviko Oy. Suojareleen suojaustoimintoja voitaisiin testata jo toimistolla opinnäytetyössä suunnitellun koestuslaitteiston avulla. Suunnitellulla koestuslaitteistolla haluttiin myös simuloida katkaisijan toimintaa.

Opinnäytetyössä tarkasteltiin Omicron CMC 356 ja Ponovo PW 460 koestuslaitteita sekä tutkittiin ABB REF630, ABB REF615 ja Schneider P3F30 suojareleitä. Jotta lukijalle muodostuisi käsitys, miksi suojareleitä käytetään, kerrotaan opinnäytetyössä aluksi keskijänniteverkon vioista ja vikojen suojaustavoista. Koestuslaitteiston suunnittelu onnistui opinnäytetyössä hyvin. Laitteistoa varten löytyi paljon tietoa koestamisesta ja tarvittavista laitteista. Lisäksi löytyi yritys, joka voisi rakentaa koestuslaitteiston opinnäytetyössä tehtyjen suunnitelmien avulla. Yritys on Teklab Oy, joka on perehtynyt kaikenlaisien sähkötyöpisteiden suunnitteluun ja valmistukseen.

Koestuslaitteistoa voisi kehittää niin, että siihen olisi kytketty tietokone tai mikrotietokone sekä näyttö, joiden avulla voisi tehdä haluttuja vaihtojännitteitä ja -virtoja ohjelmoitavalla ja säädettävällä vaihtojännitelähteellä. Näiden lisäksi koestuslaitteistossa voisi olla mittarit jännitteelle ja virralle sekä tarkka ajanottolaite, jolla nähdään suojareleen havahtumis- ja laukeamisaikoja. Esimerkiksi yhden piirilevyn tietokoneen Raspberry Pi:n ja mikro-ohjainalustan Arduinon yhdistelmällä pystyttäisiin ohjelmoimaan haluttuja tilanteita ja tarkastelemaan suojareleen toimintaa sekä mitata koestuksen kannalta tärkeitä suureita.

When commissioning protection relays, they should be tested with a testing device. The purpose of this thesis was to produce a design for the testing equipment for medium-voltage protection relays, under commission by Maviko Oy. The protective functions of the protection relays could already be tested at the office using the testing equipment designed for the thesis. The goal was also that the testing equipment designed here should simulate operation of the circuit breaker.

The thesis examined Omicron CMC 356 and Ponovo PW 460 testing devices and ABB REF630, ABB REF615 and Schneider P3F30 protection relays. To give the reader an idea of why protection relays are used, an initial review is given on the faults in the medium-voltage network and the ways in which the equipment is protected from faults. The design of the testing equipment was completed successfully. For the equipment, a great deal of information was found about the testing and necessary equipment. In addition, a company was found that could build the testing equipment using the plans made in the thesis. The company is Teklab Oy, which is familiar with designing and manufacturing of all kinds of electrical workstations.

The testing equipment could be developed with a computer or microcomputer connected to it, as well as a display that would allow the desired AC-voltages and currents to be made using a programmable and adjustable AC-voltage source. In addition to these, the testing equipment could have meters for voltage and current, as well as an accurate timer to detect the detection and trigger times of the protective relay. For example, a combination of Raspberry Pi, a single-board computer and Arduino, a microcomputer platform, could be programmed to simulate the desired situations and look at the operation of the protective relay, as well as measure the quantities that are important for testing.