Sellutehtaan varavoimajärjestelmän mitoitus ja teknistaloudellinen vertailu 400 ja 690 voltin jännitteillä

Abstract

Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää pienjakelujännitteen nostosta aiheutuvia vaikutuksia sellutehtaan varavoimaverkossa. Työn alussa esitellään varavoimaverkkoon kuuluvia osia, selvitetään erilaisten kuormien vaikutusta varavoimaverkon sähkön laatuun sekä kuormien jakoa varmennettuihin verkkoihin. Seuraavaksi suunnitellaan kaksi keskitettyä varavoimaverkkomallia eri pienjakelujännitteillä. Mallien nimellisjännitteet ovat 400 V ja 690 V. Varavoimaverkkomallien kuormat ja osastojen väliset etäisyydet on otettu valmiista sellutehtaista.

Tässä diplomityössä painotutaan erityisesti varavoimaverkkomallien mitoitukseen ja jakelujännitteen nostosta aiheutuvien vaikutusten teknistaloudelliseen vertailuun. Vertailu tehdään keskijännitekojeiston ja varavoimakeskusten välisellä alueella, johon kuu-luvat jakelumuuntaja, varavoimakone, varavoimapääkeskus, kiskosillat, jakelukaapelit, kytkinvaroke- ja katkaisijalähdöt sekä mahdolliset välimuuntajat. Varavoimaverkkojen välisessä kustannusvertailussa käytetään nykyarvomenetelmää.

The aim of this thesis is to clarify the effects of increasing low voltage distribution on a standby power system of a pulp mill. Firstly, the components of the standby power system are introduced. In addition, the effects of variable loads on the quality of the elec-tricity and the allocation of loads to the emergency power system are clarified. Secondly, two centralised standby power system models with different distribution voltage levels are designed. The nominal voltages of the models are 400 V and 690 V. The loads of the standby power system models and the distances between the departments are based on the corresponding figures for existing pulp mills.

In this particular thesis the focus is especially on the sizing of the standby power system models and the techno-economic comparison of the effects of increasing the distribution voltage. The comparison consists of the electrical equipment and installation from medium voltage switchgear to low voltage standby switchgears. The studied system comprises a distribution transformer, standby power main distribution switchgear, a standby power engine, bus duct systems, cables, switch-fuse and circuit breaker outputs plus possible step-down transformers. The cost comparison between the standby power system models is made by using the Net Present Value method.