Siirrettävän kolmivaiheisen magnetoivan aggregaatin käyttöturvallisuuden tutkiminen
Virtanen, Jonne (2014)
Virtanen, Jonne
Tampereen ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404224606
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404224606
Tiivistelmä
Tähän opinnäytetyöhön liittyvät mittaukset ovat osa varavoima-hanketta, jonka yhtenä tutkimusosapuolena Tampereen ammattikorkeakoulu toimi. Tässä opinnäytetyössä keskityttiin tutkimaan kolmivaiheisen magnetoivan aggregaatin käyttöturvallisuutta. Syy aggregaatin käyttöturvallisuuden tutkimiseen oli syntynyt viime vuosina Suomea riepotelleista myrskyistä, jotka ovat aiheuttaneet laajoja sähkökatkoja. Myrskyjen seurauksena kotitaloudet ovat hankkineet varavoimakoneita varmistaakseen sähkönsaannin myös sähkökatkojen aikana. Kaupat ja marketit ovat myös havainneet kotitalouksien tarpeet hankkia varavoimakone ja alkaneet myydä monenkokoisia, hintaisia- sekä laatuisia varavoimakoneita. Kuluttajat ovat yleensä kiinnostuneita edullisista tuotteista, eivätkä edullinen hinta ja laatu tunnetusti välttämättä kulje käsi kädessä. On siis todettava, että ostettaessa edullinen varavoimalaite saatetaan tulla ostaneeksi myös hengenvaarallinen laite. Tästä syystä tässä opinnäytetyössä tutkittiin halvemman hintaluokan Stanley SG5500 -aggregaatin käyttöturvallisuutta.
Työssä tutkittiin kuormittamattoman ja kuormitetun aggregaatin tuottaman sähkön laatua ja sen heikkenemisestä mahdollisesti syntyviä käyttöturvallisuusriskejä. Varavoimakonetta kuormitettiin niin symmetrisillä kuin epäsymmetrisillä kuormilla. Varavoimakoneen käyttäytymistä tutkittiin myös kuormitusmuutoksissa, joissa koneeseen kytketään äkillisesti erityyppisiä kuormalaitteita, kuten kolmivaiheinen oikosulkumoottori, epälineaarinen kuorma tai yksivaiheinen uppopumppu. Kuormittamalla varavoimakonetta erisuuruisilla kolmivaiheisilla oikosulkumoottoreilla haluttiin myös tutkia varavoimakoneen mitoitusta eli sitä, minkä tehoisia oikosulkumoottoreita tutkitulla aggregaatilla voidaan käyttää. Mittausten viimeisessä osiossa tutkittiin varavoimakoneen syöttämän oikosulkuvirran suuruutta, jotta voitiin selvittää, riittääkö varavoimakoneen tuottama oikosulkuvirta laukaisemaan suojalaitteita.
Työn tuloksista havaittiin, että tyhjäkäynnissä ja symmetrisillä kuormituksilla varavoimakoneen tuottama sähkö täyttää standardin EN 50160 vaatimukset. Epäsymmetrisillä kuormilla kuitenkin havaittiin vaihejännitteen merkittävää kasvua vähemmän kuormitetuissa tai kuormittamattomissa vaiheissa. Epäsymmetrian huomattiin myös vaikuttavan merkittävästi vaihejännitteen aaltomuotoihin. Tutkimuksissa havaittiin myös, että tutkitulla varavoimakoneella voidaan käyttää turvallisesti enintään 1,5 kW:n oikosulkumoottoreita, sillä kasvatettaessa moottorin tehoa 2,2 kW:iin huomattiin, että tietyllä kuormitustilanteella syntyy käyttöturvallisuusriski.
Työssä tutkittiin kuormittamattoman ja kuormitetun aggregaatin tuottaman sähkön laatua ja sen heikkenemisestä mahdollisesti syntyviä käyttöturvallisuusriskejä. Varavoimakonetta kuormitettiin niin symmetrisillä kuin epäsymmetrisillä kuormilla. Varavoimakoneen käyttäytymistä tutkittiin myös kuormitusmuutoksissa, joissa koneeseen kytketään äkillisesti erityyppisiä kuormalaitteita, kuten kolmivaiheinen oikosulkumoottori, epälineaarinen kuorma tai yksivaiheinen uppopumppu. Kuormittamalla varavoimakonetta erisuuruisilla kolmivaiheisilla oikosulkumoottoreilla haluttiin myös tutkia varavoimakoneen mitoitusta eli sitä, minkä tehoisia oikosulkumoottoreita tutkitulla aggregaatilla voidaan käyttää. Mittausten viimeisessä osiossa tutkittiin varavoimakoneen syöttämän oikosulkuvirran suuruutta, jotta voitiin selvittää, riittääkö varavoimakoneen tuottama oikosulkuvirta laukaisemaan suojalaitteita.
Työn tuloksista havaittiin, että tyhjäkäynnissä ja symmetrisillä kuormituksilla varavoimakoneen tuottama sähkö täyttää standardin EN 50160 vaatimukset. Epäsymmetrisillä kuormilla kuitenkin havaittiin vaihejännitteen merkittävää kasvua vähemmän kuormitetuissa tai kuormittamattomissa vaiheissa. Epäsymmetrian huomattiin myös vaikuttavan merkittävästi vaihejännitteen aaltomuotoihin. Tutkimuksissa havaittiin myös, että tutkitulla varavoimakoneella voidaan käyttää turvallisesti enintään 1,5 kW:n oikosulkumoottoreita, sillä kasvatettaessa moottorin tehoa 2,2 kW:iin huomattiin, että tietyllä kuormitustilanteella syntyy käyttöturvallisuusriski.