Market Compliance Evaluation for MV-Switchgear Setups in Multi-Engine Power Plants

Abstract

This thesis was commissioned by Wärtsilä Energy Business. A development group was formed to renew the Wärtsilä medium voltage specification that is used for tendering the MV-switchgear. Another task was to integrate a new concept of the single-line protection diagram showing all the power plant protection functions in a single document.

A renewal of the MV-specification was realized necessary as Wärtsilä had entered more markets which have broadened the technical requirement aspect. What should be implemented as standard features when tendering the switchgear and what could be included as options have been analyzed.

The updated protection scheme was made only for projects included in this thesis, but it was agreed to implement it in future projects with more complex medium voltage setups.

The framework of the thesis was decided after some development meetings had been held and the desired outcome was decided. The research was conducted using books, Wärtsilä internal documents, interviews with Wärtsilä personnel, and articles. Understanding the medium voltage system and related documentation in Wärtsilä power plants is first needed to proceed with the improvement evaluation.

The thesis objective was to present the development project in such a way that the fundamental technical shortcomings are described in depth, and the possible new configurations are evaluated against the previous setup and market requirements.

Detta examensarbete gjordes på uppdrag av Wärtsilä Energy Business. En utvecklingsgrupp bildades för att förnya Wärtsiläs mellanspännings-specifikationer som används vid upphandling av mellanspänningsställverk. En annan uppgift var att integrera ett nytt koncept av skyddsdiagrammet som visar alla kraftverkets skyddsfunktioner i ett dokument.

En förnyelse av MV-specifikationen har ansetts nödvändig eftersom Wärtsilä har gått in på fler marknader, vilket i sin tur har breddat de tekniska kraven. Det har analyserats vad som bör införas som standardfunktioner vid anbudsgivning av ställverk och vad som kan inkluderas som tillval.

Det uppdaterade skyddsdiagrammet hade endast tagits fram för de projekt som ingår i denna avhandling, men man kom överens om att införa det i framtida projekt med mer komplexa mellanspänningsuppställningar.

Avgränsningen för avhandlingen beslutades efter att några utvecklingsmöten hållits och det önskade resultatet fastställts. Forskningen har genomförts med hjälp av böcker, interna dokument från Wärtsilä, intervjuer med Wärtsiläs personal och artiklar. En förståelse för mellanspänningssystemet och tillhörande dokumentation i Wärtsiläs kraftverk är först nödvändig för att kunna gå vidare med utvärderingen av förbättringar.

Syftet med avhandlingen var att presentera utvecklingsprojektet på ett sådant sätt att de grundläggande tekniska bristerna beskrivs ingående och att möjliga nya konfigurationer utvärderas i förhållande till den tidigare installationen och marknadens krav.

Tämän opinnäytetyön tilasi Wärtsilä Energy Business. Kehitysryhmä perustettiin uudistamaan Wärtsilän keskijännitespesifikaatiot kilpailutuksessa käytettävää keskijännitekojeistosta. Toisena tehtävänä oli integroida uusi konsepti yhden linjan suojauskaaviosta, jossa kaikki voimalaitoksen suojaustoiminnot esitetään asiakirjassa.

Keskijännitekytkinmäärittelyn uudistaminen on osoittautunut tarpeelliseksi, koska Wärtsilä on tullut uusille markkinoille, mikä puolestaan on laajentanut teknisiä vaatimuksia. On analysoitu, mitkä ominaisuudet olisi toteutettava vakio-ominaisuuksina kytkinlaitteita kilpailutettaessa ja mitkä voitaisiin sisällyttää lisävarusteina.

Päivitetty suojausjärjestelmä oli tehty vain tähän opinnäytetyöhön sisältyviä hankkeita varten, mutta sovittiin, että se otetaan käyttöön tulevissa hankkeissa, joissa on monimutkaisempia keskijänniteasetelmia.

Opinnäytetyön runko päätettiin sen jälkeen, kun oli pidetty muutamia kehityskeskusteluja ja päätetty haluttu lopputulos. Tutkimus on tehty kirjojen, Wärtsilän sisäisten asiakirjojen, Wärtsilän henkilöstön haastattelujen ja artikkelien avulla. Parannusten arvioinnin aloittaminen edellyttää ensin Wärtsilän voimalaitosten keskijännitejärjestelmän ja siihen liittyvän dokumentaation ymmärtämistä.

Opinnäytetyön tavoitteena oli esitellä kehityshanke siten, että perustavanlaatuiset tekniset puutteet kuvataan perusteellisesti ja että mahdollisia uusia kokoonpanoja arvioidaan suhteessa aiempaan kokoonpanoon ja markkinoiden vaatimuksiin.