Vaasan yliopiston opinnäytteet

Tekniikan ja innovaatiojohtamisen yksikkö, 2019

Ghafari, Reza

EXCEL-POHJAINEN OIKOSULKUVIRRAN LASKENTATYÖKALU LAIVOJEN SÄHKÖVERKOILLE

Ohjaaja/Valvoja (DI):
Ismo Ouvinen/Kimmo Kauhaniemi
Tutkinto:
Diplomi-insinööri
Pääaine:
Sähkötekniikka
Koulutusohjelma:
Sähkö- ja energiatekniikan koulutusohjelma (DI)
Tutkielman kieli:
Suomi
Sivumäärä:
102
Meriteollisuus on aina ollut maailman yksi tärkeimmistä toimialoista, joka on yhdistänyt kansainvälisen kaupan ja liikennöintiä vuosien saatossa. Laivan sähköverkon toimivuus on välttämätöntä laivan toiminnalle. Laivan sähköverkko suunnitellaan siten, että se kykenee toimimaan itsenäisenä yksikkönä merellä ja satamassa. Laivoissa on oma sähköverkko, sähköntuotanto, jakelu ja sähköverkkoon kytketty kulutus eli sähköä tarvitsevat laitteet. Laivan omat polttomoottorit pyörittävät laivan omia generaattoreita, jotka tuottavat laivan tarvitsemaa sähköä. Tuotettu sähkö syötetään generaattoreilta keski- tai pienjännitekojeistoihin, joita laivoissa kutsutaan päätauluiksi, ja siitä edelleen laivan sähkön jakeluverkkoon. Päätaulu syöttää muuntajia, joilla jännite muunnetaan sopivaksi ja se siirretään laivan eri puolille sijaitseville kuluttajille.

Laivan toiminnallisuuden kannalta häiriötön sähkönsyöttö on tärkeä, sillä häiriöt sähkönsyötössä tai sähkönsyötön keskeytys voi aiheuttaa sekä suuria kustannuksia että vaaratilanteita. Kyky selviytyä turvallisesti sähköverkkoon ilmenevistä vikavirroista on yksi keskeinen osa laivan sähköverkossa luotettavuuden kannalta. Laivan sähköverkolle on ominaista korkeat oikosulkuvirrat. Tämä johtuu verkkoa syöttävistä generaattoreista, pyörivistä sähkömoottoreista ja lyhyistä etäisyyksistä. Laivaverkon toiminnan varmistamiseksi on tärkeä tietää verkon oikosulkuvirtojen suuruus sekä verkon komponenttien oikosulkukestoisuudet.

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia laivan sähköverkkoa, luokituslaitoksien vaatimuksia ja säännoksiä, oikosulkuvirtalaskentaa sekä lopuksi esittää Microsoft Excelillä luotu laskentatyökalu oikosulkuvirtalaskentaan. Aluksi tutkittiin laivan sähköverkkoa tarkasti esittäen eri mahdolliset verkkotyypit, komponentit ja kojeistot sekä laivan sähköverkon jakelua. Seuraavaksi perehdyttiin laivan sähköverkon oikosulkusuojaukseen ja sen oikosulkuvirtalaskentaan käyttäen IEC 61363-1 -standardia. Lopuksi esitettiin luotu IEC 61363-1 -standardin mukainen Excel-pohjainen laskentatyökalu oikosulkuvirtalaskentaa varten.
Avainsanat:
Sähköverkko, oikosulku, oikosulkuvirta, laivan sähköverkko, IEC-61363-1
© Tritonia 2014-2019