Tuulipuiston sähköverkon suojaus

Abstract

Työssä tarkastellaan tuulipuiston sähköverkon suojausta. Aihe on ajankohtainen tuulivoiman nopean lisääntymisen vuoksi. Tutkimusta varten hankittiin taustatietoa sähköverkon vioista, vikavirtalaskennasta sekä suojareleistä. Myös tuulipuiston eri komponentit ja niiden vikatilanteiden aikainen käyttäytyminen vaikuttavat suojauksen kokonaisratkaisuun. Työssä tehtiin suojaussuunnitelma Empower Oy:n suunnittelemalle 40 MVA:n tuulipuistolle. Tarkasteltavassa tuulipuistossa on 20 kappaletta 2 MVA:n tuulivoimaloita. Tuulivoimaloiden tyypiksi valittiin täystehotaajuusmuuttajakäyttöiset tuulivoimalat niiden vian aikaisen käyttäytymisen johdosta. Maadoitustavaksi puiston keskijänniteverkkoon valittiin maasta erotettu verkko. Suojausratkaisussa päädyttiin perinteisen keskijänniteverkon suojausperiaatteisiin. Käyttöön otettiin kaksiportainen ylivirtasuojaus, suunnattu maasulkusuojaus ja varalle nollavirtasuojaus. Releiden asettelut määrättiin kaksi- ja kolmivaiheisten oikosulkuvirtojen sekä yksivaiheisten maasulkuvirtojen ja generaattoreiden syöttämien virtojen perusteella. 110 kV:n verkon asetteluissa otettiin huomioon alueverkon syöttöpisteiden oikosulkutehot, releasettelut ja lisäksi Fingrid Oyj:lta saadut releasetteluiden ohjearvot. Mahdollisten lisäsuojien tarvetta, kuten johdinkatkos- ja katkeilevan maasulun suojat, olisi hyvä tutkia lisää. Myös suunnattujen ylivirtasuojien käyttöä pitäisi harkita, sillä niillä pystytään estämään turhat laukaisut viereisten generaattorilähtöjen vikatilanteissa. Lisäksi laskelmissa käytetyn NEPLAN-verkostolaskentaohjelman tuulipuistomodulin toimintaperiaatetta pitäisi tarkastella lisää. /Kir11