Differentiaalisuojareleen asettelut ja kytkennät käytännössä

Abstract

Wärtsilän moottoritehtaalla suojareleet ovat olennainen osa koeajon turvallisuuden ja tehok-kuuden varmistamista. Erilaisten moottorien ja generaattoreiden testaaminen edellyttää sähkö-järjestelmiltä joustavuutta. Tässä tutkielmassa keskitytään differentiaalisuojaukseen, joka on keskeinen suojaustekniikka generaattorien ja muuntajien vikojen havaitsemisessa.

Työssä tarkastellaan differentiaalisuojauksen toimintaperiaatteita ja sen merkitystä sähköjärjes-telmissä sekä syvennytään erityisesti generaattorien ja muuntajien suojaukseen. Lisäksi tavoit-teena on selventää suojauksen toimintaa koeajon operaattoreille, jotta suojareleen käyttöönot-to ja asetusten määrittäminen olisi sujuvampaa.

Differentiaalisuojaus perustuu virran mittaukseen kolmivaihejärjestelmän suojattavan alueen sisään- ja ulostuloissa, jokaiselta vaiheelta erikseen. Erovirran perusteella toimiva suojaus mah-dollistaa nopean, selektiivisen ja herkän toiminnan.

Tutkielman käytännön osuudessa tarkastellaan koeajossa käytettävien generaattorien ja muun-tajien suojausasetelmia sekä tunnistetaan kehityskohteita, joiden avulla suojauksen käyttöönot-toa voidaan tehostaa. Työn aikana nousi esiin erityisesti virtamuuntajien polariteetin ja muunta-jien vaihesiirron vaikutus releasetuksiin. Yksi keskeisistä havainnoista liittyi generaattorin pyöri-missuunnan vaikutukseen muuntajan kelloluvun asettelussa. Joissain tilanteissa kelloluku poikkesi nimikilven arvosta, kun generaattori pyöri vastapäivään, mutta toisissa tapauksissa sitä ei tarvin-nut muuttaa. Ilmiön syy selvitettiin sekä laskennallisesti että simulointien avulla.

Osana tutkielmaa kehitetyn simulaatiomallin tarkoituksena oli auttaa differentiaalisuojauksen asetusten määrittelyssä ja ilmiöiden ymmärtämisessä. Vaikka sen käytännön hyöty voi olla rajal-linen, se tarjosi tukea tutkielman kirjoittamiseen. Tutkielmassa ehdotettiin lisäksi parannuksia koeajon sähköjärjestelmien ohjeisiin, erityisesti muuntajan kelloluvun asettamiseen liittyen. Au-tomaation käyttöliittymään esitettiin lisättäväksi huomautuksia, jotka voisivat vähentää inhimilli-siä virheitä kytkennöissä.