Aurinkovoimalan maadoitus ja potentiaalintasaus
Simula, Jani (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202505079598
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202505079598
Tiivistelmä
Teollisten aurinkovoimaloiden yleistyessä on tullut tarpeelliseksi löytää kustannustehokkaita tapoja toteuttaa laitosten sähkötekninen osuus. Tässä opinnäytetyössä haettiin mahdollisuuksia keventää maadoitusteknisiä rakenteita, jotka on alalla koettu ylimitoitetuiksi, ja selventää standardien vaatimuksia. Työn toimeksiantaja on Terawatt Oy.
Työssä on perehdytty alan kirjallisuuteen, sähköturvallisuuslakiin, SFS- ja IEC-standardeihin ja näiden vaatimuksia avaaviin ST-käsikirjoihin, voimalaitoslaitetoimittajien laitedokumentaatioon sekä työmailla suoritettuihin asennuksiin.
Työn tuloksena toimeksiannon kohteena olevaan voimalaitoksen maadoituksen ja potentiaalintasauksen toteuttamiseen ei löydetty vaihtoehtoisia toteutusmuotoja, joita voisi asennusurakointia suorittava urakoitsija hyödyntää keskusinvertterilaitoksessa. Tuloksia kuitenkin saatiin laitokseen, jossa ei ole käytössä keskusinverttereitä. Se edellyttää vaatimusten huomioimista jo laitoksen suunnitteluvaiheessa.
Standardien soveltaminen todettiin haasteelliseksi valmiiden kansallisten standardien puutteen vuoksi ja alalla vakiintuneiden toteutustapojen puutteen vuoksi. IEC-standardit ovat valmisteluvaiheessa, näiden pohjalta muodostetaan Suomessa sovellettavat standardit, joissa voidaan myös huomioida Suomen erityisolosuhteita. Voimassa oleva standardisto ei huomioi riittävästi suuria 1–200 MW:n voimalaitoksia ja niiden erityispiirteitä. Standardit ovat helposti sovellettavissa pienvoimaloihin, joiden teho on 1 kW-1 MW. As industrial solar power plants have become more common in the Nordics, it has become necessary to find cost-effective ways to implement the electrotechnical part of the plants. In this thesis, the aim was to lighten the earthing technical structures, which have been considered oversized in the industry, and to clarify the requirements of the standards. The work was commissioned by Terawatt Oy.
The thesis familiarizes the literature of the field, the Electrical Safety Act, the SFS and IEC standards and the Finish ST-manuals explaining their requirements, the equipment documentation of power plant equipment suppliers, and the installations carried out on construction sites.
As a result of the work, no alternative forms of implementation were found for the implementation of the earthing and equipotential bonding of the power plant that is the subject of the assignment, which could be utilised by the contractor performing the installation contracting in the central inverter plant. However, results were obtained for a plant that does not use central inverters. This requires that the requirements are considered already in the design phase of the plant.
The application of standards was identified as challenging due to the lack of existing national standards in Finland and the lack of established implementation methods in the sector. The IEC Standards are in the preparation phase, and on the basis of these, the standards applicable in Finland will be formed, which can also take into account Finland's special circumstances. The current set of standards does not sufficiently take into account large power plants of 1–200 MW and their special characteristics. The standards are easily applicable to small power plants with an output of 1 kW to 1 MW.
Työssä on perehdytty alan kirjallisuuteen, sähköturvallisuuslakiin, SFS- ja IEC-standardeihin ja näiden vaatimuksia avaaviin ST-käsikirjoihin, voimalaitoslaitetoimittajien laitedokumentaatioon sekä työmailla suoritettuihin asennuksiin.
Työn tuloksena toimeksiannon kohteena olevaan voimalaitoksen maadoituksen ja potentiaalintasauksen toteuttamiseen ei löydetty vaihtoehtoisia toteutusmuotoja, joita voisi asennusurakointia suorittava urakoitsija hyödyntää keskusinvertterilaitoksessa. Tuloksia kuitenkin saatiin laitokseen, jossa ei ole käytössä keskusinverttereitä. Se edellyttää vaatimusten huomioimista jo laitoksen suunnitteluvaiheessa.
Standardien soveltaminen todettiin haasteelliseksi valmiiden kansallisten standardien puutteen vuoksi ja alalla vakiintuneiden toteutustapojen puutteen vuoksi. IEC-standardit ovat valmisteluvaiheessa, näiden pohjalta muodostetaan Suomessa sovellettavat standardit, joissa voidaan myös huomioida Suomen erityisolosuhteita. Voimassa oleva standardisto ei huomioi riittävästi suuria 1–200 MW:n voimalaitoksia ja niiden erityispiirteitä. Standardit ovat helposti sovellettavissa pienvoimaloihin, joiden teho on 1 kW-1 MW.
The thesis familiarizes the literature of the field, the Electrical Safety Act, the SFS and IEC standards and the Finish ST-manuals explaining their requirements, the equipment documentation of power plant equipment suppliers, and the installations carried out on construction sites.
As a result of the work, no alternative forms of implementation were found for the implementation of the earthing and equipotential bonding of the power plant that is the subject of the assignment, which could be utilised by the contractor performing the installation contracting in the central inverter plant. However, results were obtained for a plant that does not use central inverters. This requires that the requirements are considered already in the design phase of the plant.
The application of standards was identified as challenging due to the lack of existing national standards in Finland and the lack of established implementation methods in the sector. The IEC Standards are in the preparation phase, and on the basis of these, the standards applicable in Finland will be formed, which can also take into account Finland's special circumstances. The current set of standards does not sufficiently take into account large power plants of 1–200 MW and their special characteristics. The standards are easily applicable to small power plants with an output of 1 kW to 1 MW.