Keskijänniteverkon syöttäminen varavoimakoneella

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kokeilla, kuinka hyvin Pori Energia Sähköverkot Oy:n varavoimakone soveltuu keskijänniteverkon syöttämiseen (20 kV). Varavoimakone itsessään tuottaa 400 V mutta työssä käytettiin erillistä muuntajaa, jotta saatiin jännite muunnettua 20 kV. Soveltuvuus testattiin mittaamalla Korkeakoskentiellä kolmen eri muuntajan jännitteet ja oikosulkuvirrat ja myös jokaisen muuntajan kauimmaisesta käyttöpaikasta jännite ja oikosulkuvirta. Sijainti valittiin heikon verkon perusteella. Kytkettiin myös viimeiselle muuntajalle ja saman muuntajan kauimmaiseen käyttöpaikkaan analysaattori, joka tekee mittauksia sähkönlaadusta koko testauksen ajan. Samalla testattiin myös miten hyvin varavoimakoneen suojaukset toimivat jos tapahtuu yksivaiheinen maasulku.

Jännitteiden mittauksilla saatiin selville, miten hyvin varavoimakoneen tuottama sähkö kestää pitkiä matkoja niin, että jännite pysyy mittauksissa sähkömarkkinalain (588/2013) pykälän 97 määrittämän keskiarvon (+-10 %) arvoissa. Oikosulkuvirran mittauksien avulla saatiin selvitetyksi, toimivatko suojauskomponentit tarpeeksi nopeasti vikatilanteissa sulakkeen koon sallitun laukaisuajan mukaisesti. Nämä mittaukset tehtiin jokaisen muuntajan kauimmaisista käyttöpaikoista siksi, että saatiin varmuus siitä, että sähkön laatu ei heikkene liikaa siirtoetäisyyksien takia. Varavoimakoneelle suoritettiin myös maasulkukoe, jotta saatiin selville toimiiko varavoimakoneen maasulkusuojaus tilanteessa, jossa esimerkiksi puu kaatuu linjalle.

The purpose of this thesis was to test, can reserve power unit be used to supply medium voltage 20 kV distribution network. Reserve power unit generates 400 V but using 0,4 kV / 20 kV transformer between distribution network and reserve power unit, it is possible for reserve power unit to supply medium voltage 20 kV distribution network. We executed this test at Korkeakoskentie because distribution network there was in weak condition. There was three different 20 kV / 0,4 kV transformers in Korkeakoskentie and we measured voltages and short-circuit currents from each of those transformers and from one customer per transformer, chosen which had the longest distance to supplying transformer. We measured voltages and short-circuit currents two times, first in normal state and then in state where reserve power unit supplies those three transformers. There was also two analyzers inserted, one in the transformer which was the most far away from reserve power unit and another one in that same transformers customers switchboard, which was the most far away from the transformer. We also executed one-phase earth fault test to prove that it is also safe to use reserve power unit.

To prove how well reserve power unit supplies 20 kV distribution network, we needed to measure one-phase voltages (230 V), because according to standards, voltage is not allowed to drop or raise more than 10 %. Short-circuit currents were also measured, because short-circuit current needs to be high enough to cause fuses to blow as fast as standards requires. Earth fault was also tested, because we needed to be sure, that leakage protection works properly if there is earth fault in distribution network.