Moottoreiden käynnistysvirtojen vaikutukset teollisuussähköverkossa

Abstract

Työssä oli tarkoituksena tutkia Enocell Oy:n sellutehtaan keittämön kahden 690 voltin moottorikeskuksen sähkönlaatua ja tutkia mittaustietojen perusteella keskusten sisältä ja keskuksia syöttävistä kiskoista usein kuuluvaa lyhytaikaisen rämisevän äänen sähköisiä syitä. Äänen aiheuttajaksi epäiltiin keskusten moottoreiden suurten käynnistysvirtojen aiheuttamaa sähkökiskojen värähtelyä, joka voisi pahimmillaan johtaa kiskojen vaurioitumiseen ja oikosulkuun. Toisena tavoitteena työssä oli pohtia keinoja tuon rämisevän äänen poistamiseksi, mikäli äänen syyksi varmistuu sähköinen syy, joka voisi jatkuessaan aiheuttaa vikaantumisia. Marras- joulukuun vaihteessa 2014 suoritetuissa mittauksissa tutkittiin keskusten sähkönlaatua erityisesti moottorinkäynnistystilanteissa keskusten jännitteen, virran, harmonisten yliaaltojen ja loistehon suhteen. Mittauksien perusteella havaittiin suurimpien keskusten kuormana olevien moottoreiden ottavan käynnistyshetkellä keskuksesta lähes kahdeksan kiloampeerin huippuvirran ja samalla keskusten pääjännite tekee noin 62 voltin jännitekuopan. Muita sähköisiä syitä keskuksista kuuluvalle räminälle ei löytynyt, mutta täyttä varmuutta räminän haitallisuudesta keskuksille ei tässä työssä saavutettu. Mitattu jännitekuoppa pysyi standardien sallimissa rajoissa eikä siten aiheuta syitä toimenpiteille. Johtopäätöksenä päädyttiin kuitenkin tulokseen, että keskuksille käynnistysvirroista aiheutuvan mekaanisen rasituksen saa poistettua parhaiten asentamalla keskusten suurimpiin moottorilähtöihin pehmokäynnistimet pienentämään käynnistysvirtoja.

The goal of this thesis was to measure the quality of electricity in two 690 volt engine switchboards in Enocell Pulp Mill and, based on measurements, to inspect the source of vibrating sounds heard coming from inside the switchboards and feeding bus ducts. The sounds were believed to be generated from bus bar vibrations when starting the engine takes large inrush current form the switchboard. Such vibrations could in the worst case cause damage to bus bars and cause short circuit. Another goal of this thesis was to find a way to eliminate the vibrating noise from the switchboard should it be confirmed to be caused by electrical cause and be harmful to bus bars. In November and December 2014 measurements were made to measure the quality of electricity in switchboard in terms of voltage, current, harmonic distortions and reactive power. The measurements showed that the inrush current of biggest motors peaked at eight kilo amperes while the voltage of switchboard dipped 62 volts at the same time. Other possible causes for the vibrating noise were not found, but it remained uncertain if the vibration could actually cause damage to the switchgear or bus ducts. The voltage dip remained within standard limits so that caused no need for action. However, it was concluded that the best way to ease the mechanical stress caused by inrush currents was to install soft starters to most powerful motors to reduce inrush currents.