Generaattorien suojausjärjestelmien toteutus metsäteollisuusintegraatissa
Hirvonen, Petteri (2023)
Diplomityö
Hirvonen, Petteri
2023
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023032433083
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023032433083
Tiivistelmä
Diplomityössä selvitetään kahden Stora Enson Imatran tehtaiden generaattorin suojausten nykytilanne ja mahdolliset kehityskohteet. Lisäksi tarkastellaan käyttö- ja kunnossapitohenkilöstön toimintaa. Nykytilanteen selvittämistä varten käydään läpi generaattorin tekniikkaa ja tavallisimmat generaattorin suojaustoiminnot.
Generaattorin suojauksen tehtävä on minimoida sähkövoimajärjestelmässä tapahtuvien vi-kojen aiheuttamat vahingot. Suojausperiaatteet ja suurin osa käytössä olevista suojaustoiminnoista ovat samankaltaisia eri generaattoreiden välillä. Merkittävimmät erot eri generaattoreiden suojauksissa keskittyvät suojaustoiminteiden määrään ja toteutustapoihin sekä suojauksen varmennustasoon. Generaattorisuojauksen luotettavuutta voidaan kasvattaa mm. toteuttamalla se useammalla eri menetelmiin perustuvalla toiminteella sekä kahdentamalla mittamuuntajat ja kaapelit. Valittava suojaustoiminteiden määrä ja siitä seuraava suojaustaso riippuvat yleensä järjestelmän tehosta sekä siitä, pitääkö generaattorin toimia tarvittaessa saarekeverkossa.
Selvityksen perusteella saatiin selville molempien generaattoreiden suojareleiden ja muiden toisiolaitteiden nykytilanne ja varaosasaatavuus. Samalla selvisi jonkin verran hoitamatta olevia asioita ja se, että varaosakartoitukselle olisi tarvetta. Suojaukset ovat suositusten mukaisella tasolla ja varsinaisia modernisointitarpeita ei ole tällä hetkellä. Käyttö- ja kunnossapitohenkilöstöllä on jonkin verran tarvetta lisäkoulutukselle ja toimintatapamuutokselle. This is master´s thesis concentrates in finding out the current situation and potential areas for development of the generator protections of two Stora Enso Imatra mills. In addition to this, the actions of the operating and maintenance personnel are examined. To find out the present status, generator technology and the most common generator protection functions are reviewed.
The function of generator protection is to minimize damage caused by faults in an electric power system. Different generators apply similar protection principles and protection functions. The main differences are seen in the number of protection functions and implementation methods, as well as the level of protection verification. The reliability of generator protection is increased, for example, by implementing protection with several protection functions based on different methods and by duplicating measuring transformers and cables. The power of the generator to be protected and its possible operating in an island dictate the scope of protection.
Based on the investigation, the current situation and availability of spare parts for both generators' protective relays and other secondary devices was found out. Some protection-related unresolved issues were found out. It was also understood that there would be a need for spare parts mapping. The protections are at the recommended level and there are no real modernization needs at the moment. The operation and maintenance personnel have some need for additional training and a change in operating methods.
Generaattorin suojauksen tehtävä on minimoida sähkövoimajärjestelmässä tapahtuvien vi-kojen aiheuttamat vahingot. Suojausperiaatteet ja suurin osa käytössä olevista suojaustoiminnoista ovat samankaltaisia eri generaattoreiden välillä. Merkittävimmät erot eri generaattoreiden suojauksissa keskittyvät suojaustoiminteiden määrään ja toteutustapoihin sekä suojauksen varmennustasoon. Generaattorisuojauksen luotettavuutta voidaan kasvattaa mm. toteuttamalla se useammalla eri menetelmiin perustuvalla toiminteella sekä kahdentamalla mittamuuntajat ja kaapelit. Valittava suojaustoiminteiden määrä ja siitä seuraava suojaustaso riippuvat yleensä järjestelmän tehosta sekä siitä, pitääkö generaattorin toimia tarvittaessa saarekeverkossa.
Selvityksen perusteella saatiin selville molempien generaattoreiden suojareleiden ja muiden toisiolaitteiden nykytilanne ja varaosasaatavuus. Samalla selvisi jonkin verran hoitamatta olevia asioita ja se, että varaosakartoitukselle olisi tarvetta. Suojaukset ovat suositusten mukaisella tasolla ja varsinaisia modernisointitarpeita ei ole tällä hetkellä. Käyttö- ja kunnossapitohenkilöstöllä on jonkin verran tarvetta lisäkoulutukselle ja toimintatapamuutokselle.
The function of generator protection is to minimize damage caused by faults in an electric power system. Different generators apply similar protection principles and protection functions. The main differences are seen in the number of protection functions and implementation methods, as well as the level of protection verification. The reliability of generator protection is increased, for example, by implementing protection with several protection functions based on different methods and by duplicating measuring transformers and cables. The power of the generator to be protected and its possible operating in an island dictate the scope of protection.
Based on the investigation, the current situation and availability of spare parts for both generators' protective relays and other secondary devices was found out. Some protection-related unresolved issues were found out. It was also understood that there would be a need for spare parts mapping. The protections are at the recommended level and there are no real modernization needs at the moment. The operation and maintenance personnel have some need for additional training and a change in operating methods.