Generaattorisuojaus vesivoimakoneissa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli perehtyä generaattorisuojaukseen vesivoimakoneissa. Työssä käytiin yleisesti läpi vesivoimalaitosten rakennetta ja toimintaa sekä esiteltiin lyhyesti Taivalkosken ja Seitakorvan voimalaitoksia. Pääpainona työlle oli takatehosuojauksen tutkinta verkkoon tahdistuksen yhteydessä sekä hälytysten tutkiminen.

Työssä tutustuttiin generaattoreihin ja niiden suojaustoimintoihin sekä analysoitiin takatehohälytyksiä ja siitä aiheutuvia tekijöitä. Lopussa käytiin läpi eri tekijöitä takatehohälytyksiin ja pohdintoja, miten niitä voitaisiin välttää.

Tässä työssä ei tullut varsinaisia suoria ratkaisuja ongelmiin, vaan perehdyttiin yleisesti vesivoiman toimintaan ja sen suojausjärjestelmiin. Kemijoki Oy:n käyttödatasta havainnoitiin, että koneistolla eli generaattorilla pitkään ajettu pieni teho aiheutti takatehohälytyksen. Mahdollisuuksien mukaan koneistoa ei tulisi ajaa pienellä teholla, jos kuitenkin tarvitsee, silloin otettaisiin reservikäyttö pois päältä. Myös tahdistusaikojen täytyy olla kunnossa, sillä liian iso taajuusero voi aiheuttaa takateholla käymisen. Seitakorvan voimalaitoksella saatiin selkeästi vähennettyä takatehohälytyksiä katkaisijauusinnoilla ja täsmäämällä tahdistinasettelut kuntoon.

The purpose of this thesis was to get acquainted with generator protection in hydropower plants. The hydropower plant’s structure and operation were generally reviewed Taivalkoski and Seitakorva power plants and briefly introduced. The focus of the thesis was the examination of back-power protection with the synchronization of the electricity network and the investigation of alarms.

The generators and their protection functions were introduced in this thesis and the back-power alarms and the factors caused by them were analyzed. The end-part of the thesis contains different factors about back-power alarms and thoughts about how to avoid them in the future.

In this thesis there were no actual direct solutions to the problem, but a general acquaintance to the operation of hydropower plants and their protection systems. As observations from Kemijoki Oy´s operating data app were found that the low power driven by the generator for a long time caused a back-power alarm. If possible, the generator should not be driven at low power. If necessary, then reserve usage should be switched off. The synchronization times must be on point, because too big difference in frequency can cause the generator to go to negative power. In Seitakorva power plant the back-power alarms were clearly reduced by renewing breakers and adjusting the synchronizations.