1000 voltin vaihtojännitteen soveltaminen teollisuusverkkoon

Abstract

Suomen teollisuusverkoissa käytetään yleisesti pienjännitteitä 400 ja 690 volttia. Tässä diplomityössä selvitetään kannattaisiko siirtyä 1000 voltin vaihtojännitteeseen. 1000 V on suurin jännite joka on sallittu pienjänniteverkossa. Työssä käydään läpi sähköverkon komponentit ja selvitetään miten ne soveltuvat 1000 V:iin. Lisäksi selvitetään minkälainen on tyypillinen teollisuusverkko ja mistä osista se koostuu. Työssä tarkastellaan muun muassa muuntajia, johtimia, sähkömoottoreita sekä kytkinvarokkeita tyypillisessä teollisuusverkossa. Lisäksi selvitetään miten hyvin 1000 V:lle sopivia komponentteja on saatavilla.

Työssä lasketaan 1000 V:n teoreettinen teho, siirtomatka ja sekä tutkitaan muuntajien, moottoreiden ja taajuusmuuttajien teknisiä eroja eri jännitteillä. Lisäksi tarkastellaan komponenttien hintoja 400, 690 ja 1000 voltilla. Työssä käydään läpi myös turvallisuuskysymyksiä pienjännitteellä. Minkälaiset ovat kosketusjännitteet ja minkälaisia virtoja syntyy eri oikosulkujen tapahtuessa? Lopuksi tutkitaan esimerkkiverkkoa ja sen eri komponentteja.

Järjestelmän kokonaiskustannukset lasketaan neljälle eri teholle siten että ei oteta kaapelin vaikutusta huomioon. Tulokseksi saadaan että 1000 volttia on kalliimpi kuin 690 volttia. Tämän jälkeen vertailussa otetaan kaapelin hinta mukaan laskuihin, silloin 1000 volttia tulee halvemmaksi ainoastaan yhdelle tehotasolle. Työn tuloksena voidaan todeta että vaikka 1000 volttia pitäisi teoriassa olla halvempi kuin alemmat jännitteet se ei käytännössä ole näin koska olemassa olevat komponentit ovat niin kalliita.