Sähkölaboratorion päätaulun maistasyötön suunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella maistasyöttöliittymä siten, että Xamkin sähkölaboratorion voimalaitoksen päätaulu voidaan kytkeä erotusmuuntajan kautta kiinteistön verkkoon hallitusti ja turvallisesti.

Voimalaitos on rakennettu laivaympäristöä vastaavaksi, jotta se tarjoaa merenkulun opetukseen mahdollisimman autenttiset olosuhteet. Varsinainen suunnittelutyö keskittyy lukituksiin ja uudelleenmitoitukseen. Suunnittelua varten selvitettiin, minkälaisia vaatimuksia kantaverkkoyhtiöllä ja luokituslaitoksella on maistasyöttöliittymän suhteen.

Työssä suunniteltiin maasähkön ja generaattoreiden väliset sähköiset ristilukitukset niin, että syöttölähteet eivät voi kytkeytyä samanaikaisesti, ja kytkennät tapahtuvat vain sallituissa tilanteissa. Maistasyötön kannalta keskeinen riski on tilanne, jossa maasähkö ja generaattorisyötöt voisivat päätyä rinnakkain. Tämä voisi aiheuttaa verkon epävakautta ja potentiaalisia vaaratilanteita. Tämän takia työssä valittiin maistasyötön käyttöperiaatteeksi blackout-tila kytkentä, jossa maasähkö voidaan kytkeä pääkiskolle vain silloin, kun pääkisko on todettu jännitteettömäksi. Lisäksi maistasyötön kytkentään liitettiin releiden kautta valvontoja ja viiveitä, joilla kytkentä estetään virheellisissä olosuhteissa ja toteutus pysyy hallittuna.

Suunnitteluratkaisut koottiin päivitettyihin piirikaavioihin ja taulukoihin. Mitoitusosuudessa maistasyöttö nostettiin 200 kVA:n tasolle ja työssä tarkistettiin kaapeloinnin kuormitettavuus sekä laskettiin oikosulkuvirrat. Samalla määritettiin ne keskeiset komponenttimuutokset, joita maistasyötön toteuttaminen käytännössä edellyttää.

Työn tuloksena syntyi kokonaisuus, joka antaa pohjan maistasyöttöliittymän rakentamiselle ja käyttöönottovalmiudelle. Jatkokehitysehdotuksiksi jäivät käytännön toteutus, lukitusten ja valvontojen koestus eri käyttötilanteissa sekä tarvittavan dokumentoinnin kokoaminen ennen käyttöönottoa.