BACHELOROPPGÅVE Nye Hardeland Småkraftverk · Vi har brukt teori og formlar frå det vi reknar som sikre kjelder. Det er også gjort simuleringar for å underbygge våre val. Løysinga

BACHELOROPPGÅVENyeHardelandSmåkraftverkUtarbeideTekniskSpesifikasjonForElektromekaniskUtrustning.

NewHardelandSmallHydroPowerPlantPrepareTechnicalSpecificationForElectromechanicalFeatures.

Bacheloroppgåve

HO2-300

Avdelingforingeniør-ognaturfagInstituttforingeniør-ogteknologifag

Ingeniørfag–elektro,energi,elkraftogmiljø

19.05.2017

Talord:28793

EspenAar

TomErikBergThomasRøssland

Egstadfestaratarbeidetersjølvstendigutarbeida,ogatreferansar/kjeldetilvisingartilallekjeldersomer

bruktiarbeideteroppgitt,jf.ForskriftomstudiumogeksamenvedHøgskulenpåVestlandet,§10.

I

AvtaleomelektroniskpubliseringiHøgskulen på Vestlandet sitt institusjonelle arkiv (Brage) EggirmeddetteHøgskulenpåVestlandetløyvetilåpublisereoppgåvaNyeHardelandSmåkraftverkiBragedersomkarakterenAellerBeroppnådd.

Eggarantererategharopphavtiloppgåva,samanmedeventuellemedforfattarar.Opphavsrettslegbeskyttamaterialeernyttamedskriftlegløyve.Eggarantereratoppgåvaikkjeinneheldmaterialesomkanstridemotgjeldandenorskrett.Vedgruppeinnleveringmåalleigruppasamtykkeiavtalen.Fyllinnkandidatnummerognamnogsetkryss:[29]EspenAarJAXNEI___

[31]TomErikBergJAXNEI___[23]ThomasRøsslandJAXNEI___

II

STUDENTRAPPORT

CampusFørde,Svanehaugsvegen1,6812FØRDEwww.hvl.no

TITTEL RAPPORTNR. DATONyeHardelandSmåkraftverk 19.05.2017

PROSJEKTTITTEL

TILGJENGE TALSIDERHO2-300Bacheloroppgåve Open 123

FORFATTARAR

ANSVARLEGERETTLEIARAREspenAar

ThomasRøsslandTomErikBerg

JoarSandeRETTLEIARAR

NilsWesterheimSTYRINGSGRUPPEEirikP.Ulvenes

IngerJohanneB.HagenOPPDRAGSGJEVAR

SunnhordlandKraftlag(SKL)

SAMANDRAG

IoppdragfråSunnhordlandKraftlagskalvisjåpåeinmoglegløysingtilnyeHardelandKraftverk.DetskalmestsannsynlegvisbyggasteitnyttsmåkraftverkvedsidaavdagensHardelandkraftverk.Viskalutarbeidetekniskspesifikasjonforelektromekaniskutrustning.Avforslagaskaldetvurderastkvasomgirbestløysingoginntening,samtskaldetutarbeidastmateriallisteogkostnadsoverslag.

SUMMARY

InassignmentfromSunnhordlandKraftlagwewillbelookingatapossiblesolutiontothenewHardelandpowerplant.ItwillmostlikelybebuiltanewsmallhydropowerplantnexttotheexistingHardelandpowerplant.Weshallprepareatechnicalspecificationforelectromechanicaloutfitting.Outoftheproposalsitshallbeconsideredwhichgivesthebestsolutionsandprofit,aswellastoworkoutamaterial-listandcostestimate.

EMNEORD

Hovudrapport,NyeHardelandsmåkraftverk,Bacheloroppgåve,Småkraftverk

III

FøreordDennerapportenereindelavvårbacheloroppgåvevedHøgskulenpåVestlandet,campusFørde.Oppgåvautgjer20avtotalt180studiepoengsomeinskalhaforåfågodkjentbachelorgrad.Prosjektgruppabeståravtreavgangsstudentarsomgårpåstudielinja”Ingeniørfag–Elektro,energi,elkraftogmiljø”.Toavpersonanepågruppahargåtty-vegenmedantredjepersongårordinær.

OppdragsgjevarenvårerSunnhordlandKraftlag,heretterkallaSKL,medhovudkontoriStordkommuneifylketHordaland.ViharfåttsomoppgåveåutarbeideeintekniskspesifikasjonforelektromekaniskutrustningtildetnyesmåkraftverketoppdragsgjevarvurderaåbyggevedsidanavdeteksisterandekraftverketiHardeland.

VivilretteeistortakktiloppdragsgjevarogrettleiararvedSKL,EirikP.UlvenesogIngerJohanneB.Hagenforoppgåveoggodrettleiing.VirettarogsåeistortakktilvårelærararogrettleiararNilsWesterheimogJoarSande.

Andrepersonarsomogsåfortenareitakkervårekontaktpersonarifølgjandebedrifter:RainpowerAS,IndarAS,EnergiteknikkAS,HymatekAS,ABBAS,NexansNorwayASogBrødreneDahlAS.

Gjennomdenneoppgåvaharvifåttmoglegheitatilåfåeitinnblikkikorleisplanleggingsfasentilbyggingogmoderniseringavkraftverkfungera.Viharfåttgodtreningikontaktmedaktueltnæringslivogtileignaosseitgodtnettverk.Viharfåtteindjupareforståingforkorleistingerikraftbransjenoglærtossånyttegodeogkunnskapsrikedatabaser.

Detskalogsåseiastatrapportenerskrivenmedomsynpåatlesarhareinvissforståingforgrunnleggjandeelektronikk.

Førde,19.05.2017

_________________ ___________________ _____________________

EspenAar TomErikBerg ThomasRøssland

IV

SamandragSKLskaloppgraderedagensHardelandKraftverk.Dettekraftverket,bygdi1958,haridagdårligutnyttingavressursar,høgedriftskostnadarogharutløyptdentekniskelevetida.MedbakgrunnidetteserSKLpåmoglegealternativforoppgradering.Viharfåttioppgåveåutarbeidetekniskspesifikasjonforeitsmåkraftverkpå9,99MVAsomskalerstattedagensHardelandKraftverk.Vedåhaldesegunder10MVAsleppmanunnagrunnrente-ognaturressursskattensomereinavhovudgrunnanetilatdeteraktueltåbyggesmåkraftverk.

Sidanbådedamogvassvegskalnyttastvidareermykjeavarbeidetogkostnadanerundtoppgraderingallereieblittgjort.Kraftverketleveraridageispenningpå11kVogdetertiltenktatdetnyesmåkraftverketskallevereeispenningtileitoppgradertnettpå22kV.

DetergjortmålingaravtilsigfråKritlefeltet,overeiperiodepå89år,nokosomgjeveitsværtgodtgrunnlagforåfinnemiddelvassføringa.Vibaserarressursgrunnlagetvårtpådei30sisteåraavmålinganepågrunnavhistoriskaukingivassføring.

Meddeinaturgjevneparameteraneharvikunnesystematiskvaltkomponentarogbereknadeirastørrelseforåsikreossatdeipassartildetnyesmåkraftverket.Viharbruktteoriogformlarfrådetvireknarsomsikrekjelder.Deterogsågjortsimuleringarforåunderbyggevåreval.

LøysingaviharkomeframtilbeståravtekniskspesifikasjonforeinvertikalPelton-turbin,synkrongeneratorm/børstelausmagnetisering,kontrollanlegg,oljefylttransformator,effektbrytarm/SF6-gasssomisolasjons-ogbrytarmedium,måletransformatorarogkabelsomoppfyllerdetteknisk-økonomisketverrsnitt.

Ettervalavkomponentarerdettatteinøkonomiskanalysedervitekutgangspunktinytte-ogkostnadsverknadar.Vihargjorteivurderingomoppgraderingaerlønsam,derviogsåhartattaktuelleskattarmediberekningane.Resultatavlønnsamheitsberekningaviseratkraftverketersværtlønsamt,sjølvettereiundervurderingavkraftverket.

V

InnhaldslisteFøreord.............................................................................................................................III

Samandrag........................................................................................................................IV

Figurliste.........................................................................................................................VIII

Tabelliste..........................................................................................................................IX

Innleiing.............................................................................................................................11.1 Problemstilling.....................................................................................................21.2 Mål.......................................................................................................................21.2.1 Hovudmål............................................................................................................21.2.2 Delmål.................................................................................................................2

1.3 Nytteverdi............................................................................................................31.4 Metodarogverkty................................................................................................31.4.1 PSSSincal.............................................................................................................31.4.2 LabVIEW..............................................................................................................31.4.3 REN(RasjonellElektriskNettvirksomhet)............................................................3

1.5 Tidlegarearbeid...................................................................................................3

2 Bakgrunn.....................................................................................................................42.1 DagensHardelandKraftverk.................................................................................42.1.1 Damoginntak.....................................................................................................42.1.2 Vassvegen............................................................................................................42.1.3 Kraftverk..............................................................................................................52.1.4 Områderundt......................................................................................................5

2.2 Hydrologi..............................................................................................................52.3 Kravtileffektfaktorfornettilknyting....................................................................62.4 NyeHardelandSmåkraftverk................................................................................62.5 Elektromekaniskleveranse...................................................................................6

3 Teori............................................................................................................................73.1 Innløpsrøyr...........................................................................................................73.1.1 Røyr.....................................................................................................................7

3.2 Ventil....................................................................................................................73.3 Turbin...................................................................................................................83.3.1 Klassifiseringavturbintype.................................................................................93.3.2 Pelton-turbinen.................................................................................................10

3.4 Generator...........................................................................................................193.5 Viklingsoppbyggingogtyparvikling....................................................................203.5.1 Viklingstypar......................................................................................................203.5.2 Transponering...................................................................................................213.5.3 Svingmasse........................................................................................................22

VI

3.6 Tapiviklingar.....................................................................................................223.7 Fysiskutforming.................................................................................................223.7.1 Langsamt-roterandegenerator.........................................................................223.7.2 Hurtigroterandegenerator................................................................................23

3.8 Feilvedunormaldrift.........................................................................................233.9 Stator.................................................................................................................253.9.2 VPI(VacuumPressureImpregnation)...............................................................26

3.10 Rotor...............................................................................................................263.11 Magnetisering.................................................................................................273.12 Fundament......................................................................................................273.12.1 Styrelager..........................................................................................................273.12.2 Aksiallager.........................................................................................................27

3.13 Kontrollanlegg.................................................................................................283.13.1 Prinsippforbyggingavkontrollanlegg..............................................................283.13.2 HjelpeanleggACogDC......................................................................................293.13.3 Generellomregulering......................................................................................31

3.14 Apparatanlegg.................................................................................................343.14.1 Transformator...................................................................................................343.14.2 Måletransformatorar........................................................................................373.14.3 Brytaranlegg......................................................................................................39

3.15 Økonomi.........................................................................................................423.15.1 Samfunnsøkonomiskanalyse............................................................................423.15.2 Skattar...............................................................................................................49

4 Metodeforvalavkomponentar................................................................................514.1 Valavrøyr..........................................................................................................514.2 Valavkuleventil.................................................................................................524.3 Metodeforturbin...............................................................................................544.3.1 Eigneutrekningar..............................................................................................54

4.4 Metodeforvalavgenerator...............................................................................624.5 Metodeforvalavkontrollanlegg........................................................................634.6 Metodeforvalavapparatanlegg........................................................................644.6.1 Transformator...................................................................................................644.6.2 Måletransformator............................................................................................724.6.3 Kabel..................................................................................................................734.6.4 Effektbrytar.......................................................................................................82

4.7 Økonomi............................................................................................................834.7.1 Ressursgrunnlag................................................................................................834.7.2 Parameterarforøkonomiskeberekningar........................................................854.7.3 Samfunnsøkonomiskanalyse............................................................................864.7.4 Lønnsamheits-berekningar................................................................................94

VII

5 Miljømessigeogetisketiltak...................................................................................1015.1 Estetikk............................................................................................................1015.2 Lekkasje............................................................................................................1015.3 Minstevassføring..............................................................................................1025.4 Arbeidet...........................................................................................................1025.5 Avfall................................................................................................................102

6 Resultatogdrøfting.................................................................................................103

7 Konklusjon..............................................................................................................109

8 Prosjektadministrasjon............................................................................................1108.1 Organisering.....................................................................................................1108.1.1 Oppdragsgjevar...............................................................................................1108.1.2 Styringsgruppe.................................................................................................1108.1.3 Prosjektgruppa................................................................................................1118.1.4 Prosjektperiode...............................................................................................111

8.2 Prosjektgjennomføring(iforholdtilplan).........................................................1128.2.1 Tidsbruk...........................................................................................................1128.2.2 Nettside...........................................................................................................1128.2.3 Møter...............................................................................................................1138.2.4 Loggføring........................................................................................................1138.2.5 Framdriftsplan.................................................................................................1138.2.6 Dokumentstyring.............................................................................................114

8.3 Økonomi..........................................................................................................1148.4 Prosjektdiskusjon/Prosjektevaluering.............................................................1158.4.1 Kommunikasjon...............................................................................................1158.4.2 Måloppnåing...................................................................................................1158.4.3 Risiko...............................................................................................................1168.4.4 Avvik................................................................................................................1168.4.5 Viktigeerfaringar(faglegogprosjektadministrativt)......................................1178.4.6 Utfordringar.....................................................................................................1178.4.7 Læringsutbytte................................................................................................117

9 Referanseliste.........................................................................................................119

10 Vedlegg................................................................................................................123

VIII

FigurlisteFIGUR1:UTKLIPPFRÅKOSTNADSGRUNNLAGOMKVASOMINNGÅRIEINELEKTROMEKANISKLEVERANSE.[4,P.80,5,6].................6FIGUR2:VALSKJEMAFORTURBINTYPE[9]........................................................................................................................9FIGUR3:VISERFARTSTAL-OMRÅDERFORVALAVTURBINTYPE[8,P.23]...............................................................................10FIGUR4:VISERVASSTRÅLEINNPÅLØPEHJUL,SAMTKORLEISVATNETOPPFØRERSEGNÅRDENTREFFERSKOVLEN.[10]..................10FIGUR5:VISER(VERTIKALOPPSETT)RINGLEIDNING,DYSEROGLØPEHJUL.[11]......................................................................11FIGUR6:PRINSIPPSKISSEAVEITYPISKDYSEMEDNÅLEREGULERING.[8,P.64].......................................................................12FIGUR7:LØPEHJULFORPELTON,LEGGMERKETILUTFORMINGAVSKOVLER.[8,P.29]...........................................................13FIGUR8:UTKLIPPAVFIGURDEREINSERVASSTRÅLENSOMTREFFSKOVL,OGKORLEISSTRÅLENGÅRINNPÅNYSKOVL.[8,P.25].....13FIGUR9:EIGENILLUSTRASJONFORÅVISEHØGDEMELLOMVASSPEILOGLØPEHJULET..............................................................15FIGUR10:VISEREINRELATIVVERKNADSGRADSKURVEFOREINPELTON-TURBINMEDTILNÆRMASAMEANLEGGSVILKÅR.[12].........16FIGUR11:VISERSKADERFRÅSMÅPARTIKLAR,F.EKS.SAND,IVATNETSOMSLITERNEDMETALLET.[14].......................................18FIGUR12:REVOLVERINGMEDROEBEL-METODE.HENTAFRÅEBLSHANDBØKER....................................................................21FIGUR13:PRINSIPPSKISSEAVKRAFTVERKMEDTURBINREGULATOR.[20]..............................................................................31FIGUR14:FORENKLAPRINSIPPSKISSEAVDENEINEFASENMEDBELASTNING[6,P.40]............................................................34FIGUR15:EKVIVALENTSKJEMAFOREINFASEIEITTREFASESYSTEM.[6,P.50]........................................................................35FIGUR16:PRINSIPPTEIKNINGAVEINEINPOLASPENNINGSTRANSFORMATORUTANJORDFEILVIKLING...........................................37FIGUR17:EINPOLASPENNINGSTRANSFORMATORMEDMÅLE-OGJORDFEILVIKLING................................................................38FIGUR18:TSLI,BILETETERHENTAFRÅKABELBOK,NEXANS[27]........................................................................................40FIGUR19:TSLF,BILETETERHENTAFRÅKABELBOK,NEXANS..............................................................................................41FIGUR20:FORENKLARADIALBESKRIVINGAVKRAFTSYSTEMETFORBEREKNINGAVSPESIFIKKETAPSKOSTNADAR.............................45FIGUR21:PLANLANGTNYTRASÉFORINNLØPSRØYRET......................................................................................................51FIGUR22:BILETEAVTURBINOGKULEVENTIL(BLÅ).[37]..................................................................................................52FIGUR23:RØYRBROTSVENTILDN800PN40.................................................................................................................53FIGUR24:VISERKORDEIFORSKJELLIGEDIMENSJONANETILSKOVLENHØYRERTIL...................................................................59FIGUR25:KOPLINGAVGENERATOROGTRANSFORMATOREN.[6,P.62]..............................................................................66FIGUR26:VISERFORENKLAEINLINJESKJEMAAVTRANSFORMATORMEDOVERSPENNINGSAVLEIARAR..........................................66FIGUR27:TRANSFORMATORKOPLINGYND11,ESPENAAR................................................................................................66FIGUR27:OPPBYGGINGOGSKISSEAVEINTØRRTRANSFORMATOR.......................................................................................67FIGUR29:ILLUSTRASJONSBILDE,LIQUIDFILLEDSMALLPOWERTRANSFORMER........................................................................69FIGUR30:ILLUSTRASJONSBILETEAVMOGLEGLØYSINGTILPLASSERINGAVKRAFTVERK.............................................................73FIGUR31:FORLEGNINGUTANKORREKSJON,NEXANSKABELBOKA.......................................................................................75FIGUR32:SNITTAVETABLERTMODELLISINCAL...............................................................................................................80FIGUR33:DENBLÅFARGENVISERBELASTNINGAPÅKABELSOMERMELLOM50-100%.FÅRMANRAUDFARGEVILKABELVÆRE

OVERBELASTA.GRØNFARGEBETYRATDETERUNDER50%......................................................................................80FIGUR34:SPENNINGSTAPINNANFORGRENSEVERDIARPÅ97-103%..................................................................................81FIGUR35:IK’’/IK’’MAXVISERBELASTNING(I%)PÅKABLANEVEDMAKISMALKORTSLUTNINGSSTRAUM......................................81FIGUR36:ANSLÅTTNYPRODUKSJONFORHARDELANDSMÅKRAFTVERK.BRUKSTID:8489TIMAR...........................................84FIGUR37:STJERNEVIKLINGMEDMOTSTANDMELLOM.......................................................................................................87FIGUR38:LINEÆRFUNKSJONAVKJENDEPUNKTBASERTPÅMÅLING....................................................................................88FIGUR39:VERKNADSGRADSKURVEGJEVENAVTABELL......................................................................................................89FIGUR40:MODELLAVKRAFTVERKET...........................................................................................................................107FIGUR41:STYRINGSGRUPPE......................................................................................................................................111

IX

TabellisteTABELL1:TEMPERATURKLASSE.[6,P.103]....................................................................................................................36TABELL2:FØRESETNADFORFRIKSJONSTAPIVASSVEGEN....................................................................................................52TABELL3:VISERNOKREAVDEISYNKRONETURTALAEINKANHA..........................................................................................57TABELL4:VISERSVARFRÅEIGNEUTREKNINGARSAMANLIKNAMEDLEVERANDØRSINEMÅL......................................................61TABELL5:DATAFORDRYTYPECAST-COILTRANSFORMERHIT-PLUSS..............................................................................68TABELL6:DATAFORGSUTRANSFORMATOR...................................................................................................................69TABELL7:RESULTATVEDKORTSLUTNINGSBEREKNINGFORSAMLESKINNA”HARDELANDSMÅKRAFTVERK”...................................82TABELL8:VERKNADSGRADI%GJEVENAV%-BELASTNINGMEDEFFEKTFAKTORPÅ0,9.NERHERBELASTNINGAI%......................89TABELL9:KAPITALISERTKOSTNADAVTOMGANGSTAPFORAKTUELLETRANSFORMATORAR........................................................90TABELL10:SAMANLIKNINGAVINVESTERINGSKOSTNADAR.................................................................................................90TABELL11:VISERDENTOTALEBESPARINGAVEDVALAVTRANSFORMATOR............................................................................91TABELL12:UTREKNINGFORTAPIKABEL........................................................................................................................92TABELL13:KAPITALISERTTAPSKOSTNADARFORTAPIKABEL...............................................................................................93TABELL14:INVESTERINGSKOSTNADFORULIKETVERRSNITT,RENPROSJEKTSYSTEM................................................................93TABELL15:NETTONOVERDIAVØKONOMISKTVERRSNITT..................................................................................................93TABELL16:INVESTERINGSKOSTNADAROPPGJEVEFRÅLEVERANDØRAR..................................................................................95TABELL17:INVESTERINGSKOSTNADARBASERTPÅNVESITTKOSTNADSGRUNNLAGFORSMÅVANNKRAFTANLEGGOG

KOSTNADSGRUNNLAGFORVANNKRAFTVERK..........................................................................................................96TABELL18:ANDREKOSTNADAR....................................................................................................................................96TABELL19:SAMANLIKNING.........................................................................................................................................97TABELL20:DRIFTS-OGVEDLIKEHALDSKOSTNADIÅR0......................................................................................................98TABELL21:FORVENTAKRAFTPRISOGELSERTIFIKATPRIS.....................................................................................................99TABELL22:INNTENINGFØRALLEAVSKRIVINGAROGSKATTAR...........................................................................................100TABELL23:RESULTATAVSTENGEVENTIL.......................................................................................................................103TABELL24:RESULTATAVTURBIN................................................................................................................................103TABELL25:RESULTATAVGENERATOR..........................................................................................................................103TABELL26:RESULTATAVTRANSFORMATOR..................................................................................................................104TABELL27:RESULTATAVBRYTARANLEGG.....................................................................................................................104TABELL28:RESULTATAVKABEL..................................................................................................................................104TABELL29:RESULTATAVKONTROLLANLEGG;HYMAREGFORGENERATORARMEDBØRSTELAUSMAGNETISERING........................105TABELL30:OVERSIKTSBILDEAVVERKNADSGRADARTILKOMPONENTARIKRAFTVERKET..........................................................106TABELL31:OPPSUMMERINGAVLØNNSAMHEITSBEREKNINGOVER40ÅR............................................................................108TABELL32:VISERBUDSJETTFRÅSTARTAVPROSJEKTPERIODE...........................................................................................114TABELL33:VISERREKNESKAPFORPROSJEKTPERIODE......................................................................................................114TABELL34:RISIKOVURDERING....................................................................................................................................116

1

Innleiing

HardelandKraftverkogLitledalenkraftverkerklarforeioppgradering.Hardelandkraftverkvartsettidrifti1958ogsidandennetidhardetikkjeblittgjortnokonstoreoppgraderingar.Medomsynpåatlevetidatileitvasskraftverker60år,nærmardetsegtidforfornyingavheileanlegget.

Drifts-ogvedlikehaldskostnadartileitkraftverkmedsålangdriftstidvilføretilatdetermindrelønsamtådrifte,samtdrift-sikkerheitaerredusert.SKLserpåfleiremoglegealternativtilkvadeiskalgjeremeddessekraftverka.

Viharfåttioppgåve,avSKL,åutarbeidetekniskspesifikasjonforelektromekaniskutrustning(foraggregat3)someitalternativtilSKLsineløysingar.Viskalveljedeikomponentanesomvilværemestoptimaleisamsvarmeddeinaturgjevneparameteranevihartilgjengelig.

Etterkontaktmedleverandørarharvifåttforslagtilstørrelsepåkomponentar.Foråkvalitetssikredeiraval,harvitatteigneutrekningarogrådførtossmedvårerettleiarar.Deterogsåviktigatløysingavikjemmedvilværeøkonomisklønsamiforholdtilinvesteringasomblirgjort.

2

1.1 ProblemstillingAggregat3vedeksisterandeHardelandKraftverkharidageiavgrensingpååikkjekunnekjørepåunder4MW.Pågrunnavtilpassingavminstevassføringogvinterproblemvedinntak,såkjørastkraftverketpåmindreennhalvlasti50%avdriftstimane.SKLønskeråbetrelønsamheitavedånedskaleretileitsmåkraftverk.

1.2 Mål

1.2.1 Hovudmål• Utarbeidetekniskspesifikasjonforelektromekaniskutrustning.

1.2.2 DelmålOpphavlegedelmål:

• Simulerevassveg(LabVIEW).• Berekningavstørrelsepåkomponentar.

o Komponentarinkluderablantanna:§ Kablar§ Transformator§ Aggregat§ Brytaranlegg

• Valavkomponentar.• Økonomiskanalyse/kostnadsanalyse.• Vurderingavmiljømessige-ogestetisketiltak.• Opprettingogundervegsoppdateringavnettsideforprosjekt.• Simulering/teikningiPSSSincal/AutoCAD.

Revidertedelmål:

Frådelmålaipunktlistaoverharfølgjandedelmålblittavgrensa:

o Simulerevassveg(LabVIEW)o TeikningiAutoCAD

Meiromkvifordeiharblittavgrensakjemunderkapitteletomprosjektstyring.

3

1.3 NytteverdiVikandelenytteverdiinnitodelar;oppdragsgjevarogkommandestudentar.

OppdragsgjevarvilkunnenyttevåreresultatfråoppgåvasomeitavfleiremoglegealternativforutbyggingavkraftverkiområdetrundtHardeland.IløysingavårvilSKLkunnesamanliknelønnsamheitmotandremoglegealternativ.

Kommandestudentarvilkunnenyttedennerapportensomeitlæreverk.Deivilherfåeitgodtinnblikkiteoriogutrekningavkomponentartileitkraftverk.

1.4 MetodarogverktyIdenneprosjektperiodenharvibruktfleireprogramforåoppnåvåremål.Herforklararvikortkvaprogrammaerogkvadeiharblittbrukttil.ViserikkjepoengiåforklarestandardprogramfråOffice-pakkendåvitekeitutgangspunktiatdesseikkjetrengforklaring.

1.4.1 PSSSincalPSSSincalereitsimuleringsprogramforanalyseavkraftsystemutgittavSiemens.Herkanmanleggeinnønskadataogparameterarforelementsomutgjereitnettsystem,samtkjøreforskjelligetestar.ViharbruktSincaltilsjekkeomdetnyesmåkraftverkettilfredsstillernettetskravtileffektfaktor,spenningsvariasjonarogforåfinneteknisk-økonomisketverrsnittavkabel.

1.4.2 LabVIEWLabVIEWereitvisueltprogrammeringsverktyfråNationalInstruments.Programmetviharbrukt,LVTrans,nyttarLabVIEWsittgrafiskeobjektbasertegrensesnitt.PlanenvaråbrukeLVTranstilåsimulerevassvegen.LVTransharskulenfåtttilsendtfråNTNUtilbrukforeigalæring.

1.4.3 REN(RasjonellElektriskNettvirksomhet)RENereitselskapsomstandardiseramateriellogmetodar.RENbleietablerti1998avkraftselskapogEnFO(EnergiforsyningensFellesorganisasjon)isamanhengmedatselskaptrengtefellesogstandardiserteretningslinjer.PåRENsinesiderfinneinREN-bladsominneheldretningslinjertilaltifråplanleggingtilutføring.IRENsineplanbøkerfinneintekniskedata,forskrifter,beskrivingogkravtilulikeanalyserikraftnettet,kostnaderogkostnadskalkyle.[1]

1.5 TidlegarearbeidHausten2016vargruppasamlapåeitprosjektifagetOR2-302IngeniørfaglegSystememne.HervarogsåSKLoppdragsgjevarogoppgåvagjekkutpååsjekkemoglegheitogkravforåkjørenyeHardelandKraftverkiøydrift.Denneoppgåvaharfungertsomeigodinnleiingtilbacheloroppgåvaogvivildranytteavnokovilærtedåidetteprosjektet.

4

2 BakgrunnHervilvibeskrivebakgrunnogdagensstandpunktfordeteksisterandeHardelandKraftverk.Viønskerherånemnenokrepunktforåskapeeitmeirheilskaplegbilete,sjølvomdeiikkjeinngårispesifikkegjevnemål.Vipresiseraherdeninformasjonvihartilgjengeligforåspisseinnoppgåva.

2.1 DagensHardelandKraftverk

2.1.1 DamoginntakDamogvassvegvartbygdi1958,ogframståridagigenereltgodstand.Dameravtypeterskel/platedamoghareinhøgsteregulertevasstand(H.R.V)på524,4m.Tidlegareerdetgjortvedlikehaldogutbetringpådami1992derdeiblantannahevaogforsterkadammen.Vedinntaketstårdeteivaregrindavtypengrovvare-grind.Inntakharlukehusutstyrtmedglidelukeogbjelkestengsel.I2009bleidetogsåtattrustbehandlingpåglideluka.Bådedamoginntakskalbrukastvidareveddetnyekraftverket.

2.1.2 VassvegenVassvegenbestårav1111,3mtrykktunnelog746mrøyrgateforlagtpåfjell.Mellomovergangenavrøyrogtunnelerdeteisvingesjakt.Sjaktafungerersomeittrykk-utjamningsorganvedhurtigeendringaravvasstrøymingar.Svingsjaktabidregmedhurtigogstabilregulering,mindreproduksjonstap,samtmindreskadepåaggregatogvassvei.Langsvassvegenvedsvingesjaktastårdeteifinvaregrind.

Vedovergangmellomtunnelogrøyrerdeteinspjeldventilsombrukastvedrevisjon.Lengernedstraumserdetrøyrbrotsventilavtypespjeld.Denneløysastutautomatiskved20%meirvassføringenndagensnormalvassføringellerkanløysastutfråkraftstasjonen.Småtilpassingaravflyndreellerstagmåtilforåbrukedenvidaremedeiminskavassføring.Stengeventileneridagavtypesluseventil.

I2009vardetgjortinnvendigrustbehandlingavrøyrgate.Omvassvegfortsattskalbrukastiframtidamådetforetasvedlikehaldavtyperustbehandlingpåoverflateavrøyrogvedlikehaldpåforankringskloss,samtforsterkningmedfleiremellomforankringsklossar.Viestimeraratinnløpsrøyrettildetnyesmåkraftverketkoplastpåeksisteranderøyrgateca.70mopp(fråeksisterandekraftverk)foråunngåforstorvinkelirøyrgate.Detterøyretvilværeaveinlittstørredimensjon(800mmmot700mm)ogderforkrevjeeinkonusfortilpassingmoteksisteranderøyr.

5

Ividareutrekningavdentotaleverknadsgradenikraftverketvilvitautgangspunktivassvegenslikdeneridag.Dettefordiatdeterkjendetalogvivilsleppeåestimerekvadennyeverknadsgradenforvassvegenblir.Detopplysastatiutrekningaavverknadsgradenforvassvegenharviberretattomsyntilfriksjonstapa.Grunnentildeteratdennefaktorenvilistørstgradpåverkedentotaleverknadsgraden.Deiandrefaktoranevilpåverkatapainokograd,mengrunnavtidharvivaltåsjåbortfrådei.

2.1.3 KraftverkHardelandkraftverkeridagutstyrtmedeitPeltonaggregatpå14MVAmedeinmaksimalslukeevnepå4,5m3/s.Kraftverkethareingeneratorfråoppstartsåret,1958,levertavNEBB(NorskElektriskogBrownBovery).Aggregatethareiavgrensingpååikkjekunnekjørepåunder4MW.

2.1.4 Områderundt2.1.4.1 VegVegforbindelsetildam,vassvegogkraftverkerallereieetablertiforbindelsemedbyggingaavdagenskraftverk.Vegstandardenframståridagsomgod.

2.1.4.2 FallrettEttersomdetallereieereitkraftverkheridagsomnyttarfallet,tekviikkjeomsyntilfallretten.

2.2 HydrologiForåavgjeredenøkonomiskelønnsamheitaiprosjektetogomdetiheiletattergjennomførbart,erdetviktigåfastsetteressursgrunnlagetforvasskraftverket.Eigentligskullevigjøredettepågrunnlagavdriftssimuleringar,menpågrunnavdatatrøbbelogtidablevinøyddtilågjeredettevedhandberekningmedestimeringogvarigheitskurvesombakgrunn.

Hervarmykjeavarbeidetvårtgjortfråføriforbindelsemedatdetallereieereitkraftverksomstårheridag.SKLhargjorttilsigsmålingaravtidligareår.BasertpåmålinganeviharfåtttilsendtfråSKL,harvireknautgjennomsnittetavtilsigetdei30sisteåra.MedbakgrunnavatterholdforSKL,kanviikkjeoppgjeannaenngjennomsnittsverdien.Dettegjennomsnittettilsvara2,133m3/sogerverdienvivilnyttevidareforvassføringidenneoppgåva.Tilsigsmålingafortelossogsåatnedbørenharøktdeisiste89åraogviserikkjegrunntilattrendenskalforandrast.

6

2.3 KravtileffektfaktorfornettilknytingKraftverketskalkoplastpåeiteksisterandenett,samtatviharmoglegheitforåkjørepåisolertnett.Hermåmandåmøtekravfrånetteigar,somigjenmåmøtekravfråFIKS.DeterEtneE-Lagsomeigerlinjaviskalkopleosspåogdermedmåvimøtedeirakravtileffektfaktorpånett.

EtneE-Lagstillerkravtileineffektfaktorpå0,86,somogsåerdetkravetFIKSstiller[2,p.37].

2.4 NyeHardelandSmåkraftverkEitsmåkraftverkereinfellesnemningpåvasskraftverksomharmindreenn10MWyting[3].DetnyesmåkraftverketiHardelandvilliggeunderdennegrensa,samtavgrensastpå9,99MVA.PlasseringavnyeHardelandSmåkraftverkertiltenktrettvedsidaavdagenskraftverkforåkunnenyttesegaveksisterandevassveg.

2.5 Elektromekaniskleveranse

Figur1:Utklippfråkostnadsgrunnlagomkvasominngårieinelektromekaniskleveranse.[4,p.80,5,6]

Sidanoppgåvavårihovudsaktekforsegdenelektromekaniskeutrustninga,felltransport,prosjektering,montasjeogikraftsetjingvekk.Vihardermedfokuspåkraftverketskomponentarinkluderttransformatorframtillinjeavgang.

7

3 TeoriIdettekapitteletskalvitaforossgrunnleggjandeteoribakkomponentar.Foråavgrenseteoridelservipåføresetnadanesomallereieergjevne.VedåsjåpådesseføresetnadanekanviavgrenseteorideltilåpassedeiaktuellekomponentanesomskalinninyeHardelandsmåkraftverk.

Vigårinnominnløp,ventil,fortsettermedturbinoggenerator,samtkontrollanlegg.DeretterbrukervisimulertedatafråPSSSincaltilåhjelpeogdimensjonerekabelogbrytaranlegg.

3.1 InnløpsrøyrIforbindelsemednyttinntaktilsmåkraftverket,erdetnaudsyntåleggenyttinnløpsrøyrogstengeventil.Bådeinnløpsrøyrogventilerofteeindelavturbinleveransen.

3.1.1 RøyrInnløpsrøyrerdendelendervatnetleiastnedtilturbinen.Delenfråsvingesjaktognedtilturbineneravtypetrykkrøyr.Ieinkomplettelektromekaniskleveranseinngårnormaltinnløpsrøyr,mengrunnaatdetteikkjeerrelevantforvårutdanninggårviikkjelengerinnpådetenndetsomstårher.Detvikanseieeratmestsannsynlegvilnyrøyrtrasémåtteborastinnifjellmedetableringavforankringsfundamentivinkel.

3.2 VentilNVEsinrettleiaranbefalakuleventilforvasskraftverkmedfallhøgdeover200meter[7,p.79].Einkunneogsåhabrukteindreiespjeldventil,mendennevilletrengestørredimensjonsomgjevredusertvasshastigheitogaukafalltap.Vivelderforåfokuserepåkuleventil.

Kuleventilenharsomføremålåstengekraftverketforvatnvedståandetrykkvedstorefallhøgder.Ventilensikraratdetikkjekjemeventuellelekkasjevatnsomfortsattkanhaldeturbinenigang.Vednaudstengingskalventilenklareåstengemomentantvedfulldriftforåbeskytteturbinogrøyrnedstrøms.Ventilenkanlukkesvedinspeksjonavturbinogfungeresomeinekstrasikkerheitsbarriere.

Einkuleventilereinkulemedsylindriskhullimidten.Vedstengingdreiastkulaslikatholetstårtverspåstrøymretninga.Inormaldriftstårventilenslikatdenfellsamanmedrøyret.Ventilenutstyrastmedloddsomgjeratventilkanlukkeautomatiskuavhengigavytrestraumtilførsel.Lukketidaforventilenmåværeslikatdenklarerålukkerasktforåunngåskadepåturbin,mensamtidigslikatdenikkjeskaparforstortrykkstigningoppstrømsventilenogforårsakabrotpårøyrgata.Innsidapåventilenerformaslikatdetsingulærefalltapetblirredusert.Ioppgåvaerdetikkjereknapåfalltapgjennomventilen,ogvalblirikkjevurdertifølgeberekningar.

8

3.3 TurbinTurbinenereinavdeiviktigastekomponentaneivasskraftverketogutgjeroftedenstørsteutgiftaielektromekaniskutrustninga.Samanmedgeneratorenutgjerturbinenaggregatet.Idettekapitteletskalvisjåpåturbinenogdetutstyretsomtrengsforådriftedenne.Førstfastslårvitypeturbinsomskalbrukastforåavgrenseoppgåva,deretterkorleisdenneeroppbygd.UnderkapitteletMetodevilvisjånærarepåhydrauliskdesignavaktuellturbin.

TeorienidettekapitteletbaserarsegpåNVEsVeilederikvalitetsikringavsmåvannturbiner[8,pp.16-75].

Foråfastslåkvatypeturbinvitrengerservipådeinaturgjevnestørrelsanesomerfallhøgdeogvassføring.Sidandetallereieeksisteraeitkraftverkmedvassveg,harvieitgodtutgangspunkt.Bruttofallhøgdepådeneksisterandevassvegener322,85meterogdennehareinmiddelvassføring,måltgjennom30år,på2,133m3/s.Meddessetalaogeivurderingpåverdiforturtalkanvibyrjepåeihydrauliskdimensjoneringavtilpassaturbinfordetnyesmåkraftverket.

9

3.3.1 KlassifiseringavturbintypeFørstmåvifastslåkvaturbintypeviskalvelje.Deterihovudsaktometodarforåfinnedette.Denførstemetodenereinsimpelmetodederviserpåfallhøgdelangsy-aksenogvassføringalangsx-aksenieingraf,sliksomeinserpåfigurenunder.Minusetmeddenneeratdenikkjeersærlignøyaktigogdetfinnesmangeversjonaravdennemeduliktgrenseområde.SidanviidennefigurenhamnarmellomgrenseovergangenmellomFrancisogPelton,gjevdetossikkjenokoendelegsvarpåkvavalviskalta.Viserderforpåmetodetounderfiguren.

Figur2:Valskjemaforturbintype[9]

Metodeto,somviharvaltåbruke,ereinganskenøyaktigmåteåfastslåturbintypenpå.Vedåbrukeeitkvalifikasjonskriteriumgittsomfartstal, Ω∗ ,kaneinfastslåmeirnøyaktigkva

turbinvitreng.Fartstal-metodentekomsyntilblantannavassføringibestedriftspunktogturtal.Formelenunderfinnereinfullstendigutrekningtilunderkapittelommetodeforvalavturbin.Foråavgrenseoppgåvaersvaretpådennetattmedher.

Ω∗ = ω∗ ∗ Q∗ = 0,145

Ω∗ Fartstal

ω∗ Redusertvinkelhastigheit [m-1]

Q∗ Turbinenskapasitet [m2]

10

Detsomerverdtåmerkeseghererateinmågjereeivurderingpåturtalet.Lågareturtalkrevfleirepolparogfleirepolpargjeratgeneratorenblirdyrare.Deterderforvanlegateinprøverågåsåhøgtsommoglegpåturtalsompassartildeigjevneanleggsføresetnadane.Derimotførerhøgtturtalmedsegfareteikn.Farenfordråpeslagstæringarertilstadevedhøgtturtal.Meirinformasjonomdetteseinareirapporten.

Utrekninggavosseitfartstalpå0,145.Servipåfigurenunderliggvimellom0,1og0,2somgirossPeltonsomvalavturbin.

Figur3:Viserfartstal-områderforvalavturbintype[8,p.23]

3.3.2 Pelton-turbinenTypiskforPelton-turbinarerbrukvedhøgfallhøgdeoglågvassføring.EinPelton-turbineravtypenpartial-/fristråleturbin,ogsåkallaimpulsturbin.Meddettemeinastdetatvatnetkjemfrittutieitluftromførdentreffskovlen.Vasstrålanefyllerskovlanedelvisoppogdriverturbinhjulet,ogsåkallaløpehjulet,rundt.Påfigurenundersereinkorleiseinskovlserut,samtkorleisvasstrålendrivdeirundt.

Figur4:Viservasstråleinnpåløpehjul,samtkorleisvatnetoppførersegnårdentrefferskovlen.[10]

11

3.3.2.1 KonstruksjonogoppbyggingEinhartokonstruksjonsmåtarpåPelton-turbinensaksling,vertikaloghorisontal.Vedhorisontalakslinghareinsomregeleintiltodyserogersomoftastbruktpåmikro,miniognokresmåkraftverk.Sjølvomeinmedhorisontaltarrangementharfærredyserennvedvertikal,krevhorisontalmeirfundamentihøgdasomgjerdettileinlittvanskelegaremontering.Einhorisontalmontertturbinvilogsåhastørrestresspåkjenningarsidandenmåbæresieigavektlangsakslingen.Sidanviskalliggeoppundergrensatilsmåkraftverkførerdettilatdeterlittstørrelsepåturbinen.DermedfellnaturlegvaletpåeinPeltonmedvertikalaksling.

Einvertikalmontertturbinharmangefordeler.Einkanutnyttefiretilseksdyser.Einreknarmedatseksdyserermakspågrunnavoptimalutnyttingavvatnetsomkjeminnogmedtankepåkonstruksjonogpris.Fleiredysergirogsåbetremoglegheitfordriftunderdellast.Deteringenfastmåteåanslåkormangedysereinønskerdådetteereivurderingssak,samtleverandøravhengig.Medfleirestrålerkanmanoppnåhøgaredriftsområde,mendetvilogsåaukekostnaden.Leverandørarharstorogbreierfaringpåsineeigneprodukt.Nokreharkanskjebesterfaringmedfemdyser,medanandreharbetreerfaringmedseksdyser.

Figur5:Viser(vertikaloppsett)ringleidning,dyserogløpehjul.[11]

3.3.2.2 RingleidningRingleidningensinfunksjoneråledevatnetsomkjemfråinntaketivassvegeninntildysene.Foråmisteminstmoglegavvatnetskraft,prøvereinågjesvingane/bendairingleidningeneinmestmogleghydrauliskutformingvedåhaslakkebend.Ringleidningenskalværesolidinnstøyptibetongforåkunnetaopptrykketfråvassvegen.Dyseneblirplassertsymmetriskrundtløpehjuletforoptimaledriftsforhold.

12

3.3.2.3 DyserDyseneeroftasteineigendelsomblirboltafastigreinrørafråringleidningen.Typiskmaterialbrukpådesseersomregelstøypejern,støypestålellerkonstruksjonsstålaltetterfallhøgde,derstøypejernerbruktpåsmåfallhøgderogstøypestålpåstørrefallhøgder.

Figur6:Prinsippskisseaveitypiskdysemednåleregulering.[8,p.64]

Ifigurenoverservieiprinsippskisseaveidyse.Sjølvedysabeståraveitrør,somkjemutfråringleidningen,ogeinålmedtilhøyrandeservomotor.Vatnetkjeminnogsidankonstruksjonenpånålaerlagamedeinslikkonusvinkelmotspissenvilvatnetleggesegsomeinstråleutfrånålespissen.Servomotorensinjobberåkunneregulerevassføringautfrådysa.Vedåtrekkenålaframogtilbakevildenkunneaukeellerminkestørrelsenpåstrålasomkjemut.

Meddenstoremengdavatnsomkjemgjennomdysavildetpåsiktblislitasje,spesieltomvatnetpådenaktuelleplasseringaerhardt.Medhardtvatnmeinastdetmengdakalsiumogmagnesiumsomførermedsegmeirslitasje.Derforblirdysemunnstykketognålespissenlagautskiftbartogieitseigtmateriale,slikatdessekanbytastutvedbehov.

Forskjellenitaldysergårpåkorstortområdeeinønskeråutnyttebestmogleg.Dessfleiredysereinbruker,dessstørredriftsområdekaneitutnyttemedhøgverknadsgrad.Hareineitkraftverkmedvarierandemengdevatngjennomåretvildetdåværeønskamedfleiredyserforåoppretthaldeproduksjon.Deterogsåeitkostnadsspørsmåldåeinaukartaldyser.

Utanpådysaharmanofteeinstråleavbøyer.Denneskalvedrasklastavslagkuttevasstrålenforåoppnåraskastmoglegreguleringoglikevektmotnettet.Reguleringavdenneharsamanhengmedlukketidavventil.Stråleavbøyersamanmednålereguleringkallastdobbelregulering.Dettegårviinnpåseinareirapporten.

Påsværtsmåkraftverkhareingjerneingenreguleringavnålellerstråleavbøyer.Ideitilfellaskjerdåreguleringavedstengeventilen.

13

3.3.2.4 Løpehjuletmedskovl

Figur7:LøpehjulforPelton,leggmerketilutformingavskovler.[8,p.29]

Løpehjulettilturbinenerdelensomomdannarvassføringseffektentilmekaniskeffektsomoverførasttilakslingen.Utformingapådenneerlikpåbådevertikaloghorisontalarrangementavaksling.Fråsenteravløpehjuletgårdeteinakslingtilgenerator.

Påendenavløpehjuletsitskovlene.Einskovlpåløpehjuleterspesieltdesignaforåoptimalisereeffekten.Vasstrålenfrådysatrefferspissenmidtpåeggaavskovlenogdelarsegitoutoversidene.Idetskovlenhartattoppheilevasstrålen,startarnesteskovlåkuttestrålenogslikvileinutnyttemestmoglegavdettilgjengeligetrykket.Dettekaneinsjåpåfigurenunder.Forøvrigerskovlaneentenheilstøyptsamanmedløpehjuletellerboltafast.TypiskliggertalskovlerpåeinPeltonpårundt15-40altetterleverandørogdiameterpåløpehjul.Kraftafråvasstråla(ne)pressarsåhjuletrundt.

Figur8:Utklippavfigurdereinservasstrålensomtreffskovl,ogkorleisstrålengårinnpånyskovl.[8,p.25]

14

3.3.2.5 OljetrykkanleggOljetrykkanleggerbasertpåPascalslovomfysikk.Pascalslovgårutpåatkraftfråeitområdekansendasttileitannaområdemedendrakraft.Denforandra(hydrauliske)kraftakandåbrukastisituasjonardereintrengeingjentakandebrukavlineærkraft.Førvardetnormaltåbrukelågtrykksanlegg,menmednyareteknologibrukarmanidaghøgtrykksanleggpåsomregel100bartrykkellermeir.

Ivasskraftverkskaloljetrykkanleggetregulerepådragogstyreventilar.Regulatorensendereitsignalommeirellermindrepådragtilservomotorensomskalstyrenålavedhjelpavoljetrykkanlegget.Servomotoreneroftastavtypenlineæraktuator,sombetyratdenskyvernoko,idettetilfelleteinål,ilineærretning.

Deterviktigatmandimensjoneraoljetrykkanleggettilåkunneregulereforvarierandebelastning,fråsålågsommoglegopptilhøgstetillatevassføringforanlegget.

3.3.2.6 LagerLagerereinavtingasomertilnærmakomplettleverandøravhengig.Detfinsikkjenokonfastsettereglarforkorleislageraskalværearrangert.Deteinpasserpåeratdeiblirlagaisamanstillingtilgenerator.Hovudlagerettileinvertikalakslaturbinvilværeaksiallageret.Dettelageretskaltaoppkreftenelangslengdapåakslingen.Einharogsåradiallagersomharfunksjonåhjelpemedstyringogopptastrålekreftenepåakslingen.Nåreinvellagersereinpåtype,kvalitet,levetid,omdetpassartilgittevilkårogmontasjeogdemontasjeforreperasjonogvedlikehald.

15

3.3.2.7 TurbinhusogundervatnEttervasstrålenhartrefteinskovlmåvatnetkommeutigjeneinplass.Nårvasstrålen”forlèt”skovlenerdetnokretingeinmåpassepå.Vassprutoguheldigundertrykkereitparviktigeting.Erturbinhusetlitevilvassprutenkunnekommetilbakepåskovleneogmedføreslitasje.Foråunngådettekandetværenødvendigåinstallereskvettlapparsomledarvatnetfråturbinmotundervatn.Undertrykkerogsåuønsktdådettekanmedførevakuumsomkanheveundervasspeilet.Detteunngåreinvedåhatilstrekkeligventilasjonogopningarforlufttilgang.Sjaktanedtilundervatnetmåsomregelforsterkastmedstålplaterforåmotståvasstrykket.

Sidanløpehjuletpåeinpartialturbinskalkunnerotereifriluftmådetværeeivisshøgdemellomløpehjulogundervatn.Denneavstandenskaldimensjonerastmedomsynpåeventuellflaum,mengdavatnsomkjemfråturbinogandrefaktorar.Foråsikresegdenneavstandentekeinutgangspunktiatstørrelsenskalværetilnærmalikløpehjuldiameterenellervedfølgjandeformel:

𝐴𝑣𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑 = 3,5 ∗ 𝐵derBtilsvaraskovlbredda.

Figur9:Eigenillustrasjonforåvisehøgdemellomvasspeilogløpehjulet.

16

3.3.2.8 LevetidGenereltharmaskintekniskeogelektriskekomponentarreknastmedåhaeifysisklevetidpå30-60årmedrevisjonsintervallapå15-20år[KJELDE:haandbok2003,publikasjonànveàhandbok].Dettebetyrikkjeatdenaktuellekomponentenhardennelevetida.Dermederreferansefråleverandøreitviktigpunktåmerkesegvedvalavturbin.

Delersomvilblipåførtstorkraftblirlagautskiftbare.Delersomf.eks.dysemunnstykkeognålespissenblirlagaslikatdeikanbyttasut.Dessedelanevilhastorpåkjenningiformavtrykkpåvatn,samthardhetpåvatnet.

3.3.2.9 VerknadsgradGenereltharPelton-turbinarnokolågareverknadsgradennFrancispåfulllast.Sjølvomdenhareilittlågareverknadsgradvedfullast,gjerdenoppfordetmedeibetreverknadsgradlangsspekteretveddellast.SidanPeltongjerdetbraunderfleiregraderavvassføringogmedNorgeshøgefallhøgdererdeneitypparlegval.Eingodutforma,modernePelton-turbinligggjernerundt90-92%.UndersereineieksempelvisrelativverknadsgradkurveforeinPelton-turbinmedliknandestørrelselevertfråRainpowerAS.

Figur10:VisereinrelativverknadsgradskurveforeinPelton-turbinmedtilnærmasameanleggsvilkår.[12]

Verdtåleggemerketilatdennegrafenerrelativogeinvilipraksisikkjeoppnå100%,mendenvisergodtkvaeffektiviteteinkanoppnåvedPelton-turbin.

0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75Q [m³/s]

92

93

94

95

96

97

98

99

100

Effic

ienc

y

17

3.3.2.10 TapVedPelton-turbinensereinvanlegvispåtotypartap,varmetapogstrømmingstap.Varmetap,ellerfriksjonstap,oppstårvedoverføringaveffektfråløpehjulettilakslingen.Dennefriksjonenskapervarmesomerviktigåhaldekontrollpådådengjevredusertverknadsgrad.

Strøymingstapagjennomturbinenførermedsegtapavtypenfriksjonogfartsreduksjonvedbend.Friksjonensomoppstårmellomvatnogrørønskereinåhaldesålågsommogleg.Foråfådettetilgjereininnsidaavrørsåglattsommogleg.Fartsreduksjonenkjemavatvatnetstrøymergjennombendenirøretogmisterlittavenergiensin.

3.3.2.11 SlitasjeSlitasjepådelervilføretileinreduksjoniverknadsgradogdermedtaptproduksjon.Deterderforviktigatmaterialetsomblirbrukteravhøgkvalitetslikateinibestefallunngårmaterialfeilogbrotisveiser.Somnemnttidlegarevilogsådelersompåføraststorslitasjesomregelværeutskiftbare.Mangeogfrekventelastavslagogpåslagvilkunnemedføreutmattingavkomponentar.

Heiltgenereltkanviseieathøgareturtalførermedseghøgarefareforslitasje.SpesieltpåPelton,vedhøgtturtal,vildetværefarefordråpeslagstæringar.Dråpeslagstæringervassdråparsommedganskestorhastigheitslårlaussværtsmåpartiklarpåløpehjulet.Detteviloverlengretidføretiltæring/groptæringimaterialetpåløpehjulet.

Andreslitasjefaktorarmanharererosjonogkorrosjon.Erosjonernåroverflataaveitområde,f.eks.skovl,slitastnedpågrunnavvassflytenoverdetteområdet(ikkjedetsamesomdråpeslagstæringar).Vissvatnetinneheldsmåpartiklar,f.eks.småsandkorn,vildetteforsterkeerosjonenogkanogsåmedførekorrosjon.Korrosjonertæringavmetallforårsakaavomgjevnadaneogoppstårvedeinfysiskellerkjemiskreaksjon[13].

18

Påfigurenundersereinfarenvederosjonmedsmåpartiklarivatn.Dettefilernedeggapåskovlenoverlangtid,ogdrastiskreduseraeffektiviteten.Vasstrålenblirikkjelengerkuttariktigogvilkunnepåføreujamngangisystemet.

Figur11:Viserskaderfråsmåpartiklar,f.eks.sand,ivatnetsomsliternedmetallet.[14]

19

3.4 GeneratorViharidennedelenvaltåavgrenseosstildetsomerrelevantforvåroppgåve,altsåeinsynkrongeneratorsomerdetvanlegevaletforkraftverkpådennestørrelsenoghamoglegheitforøydrift.

Eingeneratorereinmaskinsomgjerommekaniskenergitilelektriskenergivedhjelpavelektromagnetiskinduksjon.Elektromagnetiskinduksjoneratduframberingareinelektromotoriskspenningelleremsieinleiarsomblirutsattforeitvarierandemagnetiskfelt.Vissdenneleiarenertilkoplaeinlukkakretssåvildetbliproduserteinstraumikretsensomdrivesavdenelektromotoriskespenninga.

Virkemåtentileingeneratorieitvasskraftverkeråbrukevatnettilårotereeinturbinsådermedroterergeneratoren,somvedhjelpaveinakslingoverførerenergienfråturbinentilgeneratoren.Generatorenskaperelektriskenergimedatrotorenlagereitroterandemagnetfeltsominduserereinspenningistatoren.

Magnetfeltetirotorenblirlagaaveinmindrelikestraumsgeneratorsomertilkoplapåsameakslingsomhovudgeneratoren.Dennetilførerstraumtilpolanepåhovudgeneratorenvedhjelpavsleperingarellerbørstelausutforming,somgjeratsynkrongeneratorenkanmagnetiseresegsjølv.Ioppgåvabrukervibørsteløsutforming,ogvilforklareenkeltkvadetteer.[15][16]

Vedbørsteløsmagnetiseringhardueinmindresynkrongeneratormontertpåakslingtilgeneratoren.Dennesynkrongeneratorenharankerviklinganeirotorensomertilkoplahovudgeneratorensrotorviaeidiodelikerettarbru.Spenningsreguleringaskjerviafeltviklinganetilsynkrongenratoren.Viharvaltåbrukeeinsynkrongeneratorfordidettegjevossmoglegheitforøydrift.

Someindelavvaletavgeneratorsåprøverkraftverkaåfinnedenbesteøkonomiskeløysinga,mendeterogsålikeviktigåfinnedensompassarbestfordetaktuellekraftverket,bådevednybyggellermodernisering.Eitavalternativaeinmåsjåpåeromdeiskalbrukeasynkronellersynkrongenerator.Vanlegvissåblirdetvaltsynkrongeneratorsjølvomdenneerdyrareover1MW.Synkrongeneratorerogsådeteinastevaletmedtankepåøydrift.

Foråfåbestmuligverknadsgradfordettekraftverketharerdetvalteingeneratormedhøgtturtalpågrunnavhøgtrykksanlegget.Magasinkraftverkblirgjernekallahøgtrykksanlegg[17].

Sidandeterstorkonkurranseigeneratormarknadensåprøvesdetåsparemestmoglegnårdetkjemtilgenerator.Einavmetodanedeibrukerforågjeregeneratorenbilligasterågjereluftgapetminstmogleg.Dettemedførermindrelekkfluksogdermedtrengeinmindremagnetiseringsenergi.Medmindremagnetiseringsenergisåkaneinbrukemindrekoparirotoren,ogdermedsparepengarpåkoparen.

TeorifrågeneratorerhentafråIndarogEBL,sjåvedlegg1og2.

20

Detteførerderimottilnokreulempersomatroterandemasseblirmindreoggeneratorenblirvanskelegareåsynkroniseremotnettet.Grunnentilatgeneratorenblirvanskelegareåsynkroniseremotnetteteratdenblirvanskelegareåregulereforraskeendringarieffekt.Mindreluftgapførerogsåtilaukaanker-reaksjon,somigjenaukarsynkron-reaktansen.Detteførertilataggregatetblirmindreelektriskstabiltogkanføretilspenningsvariasjon.

3.5 ViklingsoppbyggingogtyparviklingStatorviklinganeerbygdoppaveitbestemttalstavarsomerlagtinnisporistatorblikket.Stavanekanbeståaveinellerfleireleiarar.Medeinleiarpr.stavsåheiterdeteinvindingsspole.Dersomdetermeirenneinleiarpr.stavsåheiterdetfleirvindingsspole.

3.5.1 ViklingstyparStavanekoplastsamanetterforskjelligeprinsipptilspolerogspolegruppersomigjenblirkoplasamantilkompletteviklingar.Ieldremaskinererdetspesieltoftebruktplanviklingar.Vedplanviklingarsåerdeteinstavikvartspor,ogsamankoplingavstavanemåskjeifleireplan.Atsamankoplingaskjerifleireplanbetyratdeiforskjelligesamankoplinganeikkjeerpåsamenivå.Deterdettesomhargittnamntildennetypenviklingar.Ulempamedeislikviklingeratviklinganeblirforskjelligeetterkvaforeitspordenliggiogdetteerikkjeåføretrekkefråeitproduksjons-messigståsted.

Bølgjeviklingarereinannentypevikling.Dennehartostavarpr.spor,eintoppstavogeinbotnstav.Grunnentilatdennetypenviklingarharfåttnamnetsitteratviklinganegårieinslagsbølgjelangsomfangettilstator.Samankoplingmellomstavaneskjerfråbotnstavtiltoppstavogkanskjeieitplanimotsetningtilplanviklingar.

Eintredjetypeviklingersløyfeviklingsomerlikbølgjeviklingarbortsettfråatsamankoplingamellomstavaneerslikatdetdannastsløyfeforkvarpol.

21

3.5.2 TransponeringForåreduseresirkulasjonstapablirdelleiaranetransponert(tvinna)etterforskjelligesystem.Prinsippetmedalltransponeringeratvisørgerforatspenningsdifferansenmellomdeipunktaderdelleiaraneerparallellkoplablirdelvisellerheiltfjerna.Dersomparallellkoplingaskjerikvarendeavkvarstav,ellerikvarspole-ende,måtransponeringaskjeisporet.

DenvanlegastemåtenfortransponeringerRoebel-metoden.Meddennemetodenvilkvardelleiartaalleposisjonaroversporhøgdaeinellerfleiregongar.Dermedsåharvioppnåddatkvardelleiarharblittutsattforgjennomsnittleglikmengdelekkfluksoverstavlengda.Vedatkvardelleiarblirutsattforsamelekkflukssåblirdenindusertespenningalikforalledelleiaraneogdermedblirsirkulasjonsstraumaneeliminert.

Figur12:RevolveringmedRoebel-metode.HentafråEBLshandbøker

Einannamåteåløyseproblemetmedsirkulasjonsstraumarpåeråisolerekvardelleiarfråkvarandreiheileviklinga,fråfaseuttaktilnullpunkt.Dåkantransponeringaskjeikoplingamellomdeiforskjelligestavaneellerspolegruppenepåeinslikmåteatspenningsdifferansenforeitvisstalstavarblirmestmoglegeliminertavrestenavstavane.

22

3.5.3 SvingmasseSvingmasseerdenmassengeneratorenharirotoren,turbinen,aksling,svinghjuldersombrukt,ogvedatdenroterarogdermedlagrarkinetiskenergi.Svingmassenvilutjamnevariasjonariturtalvedmindrevariasjonarilast,slikatregulatorenhartidtilåendrepådragettilturbinen.Svingmassenmotverkerogsåujamnheitibelastningatilnettetogstabiliserafrekvensen.Svingmassenerviktigforgeneratorenvedhurtiglastavslagforåunngåforhøgrusing.

Eiteksempelpåkviforsvingmasseerviktigervisseinkraftstasjonfellutavnettetpågrunnavfeilelleruhell,vildettedåskapestoreproblemfordeiresterandekraftstasjonane.Imangetilfellevilunderdimensjonertesmåkraftverkblikoplafrånettetdådesseikkjetålerdette,dermedvildetbliendadårlegarebalanseinettet.Medhøgsvingmasseellerriktigdimensjonertsvingmassevildetikkjeblinødvendigåkoplekraftverketfrånettetvedfeil,ogdettevilværeeinfordelfornettet.

3.6 TapiviklingarLekkfluksenmellomsporavarieraoversporhøgda.Lekkfluksenibotnavsporeterliknullogdenerstørstitoppenavsporet.Dettebetyratdetereinstørregjennomflytavlekkfluksgjennomdenøvstedelleiarenennveddennedstedelleiaren.

Denindusertespenningensomkvarenkeltdelleiarfårpågrunnavlekkfluksblirdermedstørstpådeiøvredelleiarane.Dersomvitenkerossatviparallellkopladelleiaraneibeggeendaneavstavane,vilspenningsdifferansensomviharmellomdeiforskjellegedelleiaranedriveeinsirkulasjonsstraummellomleiarane.Dettevilføretiltilsvarandesirkulasjonstapsomkanbliavvesentligstørrelse.

3.7 Fysiskutforming

3.7.1 Langsamt-roterandegeneratorLangsamtroterandegeneratorharforholdsvisstorstatordiametermedeintungrotorogstorhydraulisktilleggslastfråturbinen.Hydraulisktilleggslasterdentilleggslastasomturbinenerpågeneratorenogdetekstratråleiksmomentetturbinenhar.Turbinsjaktasdiameterersomregelmindreennstatorboringasdiameter.Medlageretplassertunderrotorenvileinoppnåeitenklareoglettarearmkryss,ogoverføringaavkrefterfrålageretviaarmkryssettilfundamentetblirogsåenklare.

Armkrysserdeistålelementapåtoppenavgeneratorensomforbindlageramedfundamentet.Medeiløysingderlagereterunderrotorsåtrengeinikkjeeitstyrelageroverrotor,ogdåunngåreintapistyrelager.Eitkravtilkritiskturtaleratdetskalligge15-20%overrusingsturtaletforaggregatet.

23

Forlangsamtroterandegeneratorermekaniskdeformasjonavrotordenavgrensandefaktorenpågrunnavdeistoredimensjonane,medandeimekaniskespenninganesomregelerrelativtlåge.Rotorringenbestårofteavblikksegmenterogblirsomregelbygdpåanlegget.Detteerpågrunnavtransportavgrensingar.Einslikrotorringbliroftekallakjederotorfordisegmentablirlenkasamanmedboltartileitringkjede.

Kjederotorarerbygdopppåeinmåtesomblirkallaventilertring,ogdetvilseiatdenharradialeventilasjonskanalarsomgjeveinsværtjamnventilasjonogdermedkjølingavbådefeltviklingogstator.Dettehardenfordelenatdetikkjetrengpåbyggavifter.

3.7.2 HurtigroterandegeneratorHurtigroterandegeneratorarutførastvanlegvismedeitkombinertbære-/styrelagerplassertoverrotoren.Dennetypenmaskinerharofterelativtstorjernlengdeiforholdtildiameteren,ogblirderforutførtmedeitstyrelagersomerunderliggandepågrunnavkravettilkritiskturtal.Forhurtigroterandemaskinererdetdeimekaniskespenninganesomerdenavgrensandefaktorenpågrunnavdethøgerusingsturtalet.

Deimekaniskedeformasjonaneersomregelaldrieitproblem.Itilleggvildetkritisketurtaletofteavgrensekonstruksjonsmoglegheitenepågrunnavdenslankeutføringamedeinforholdsvislangakselstreng,ikombinasjonmedhøgtrusingsturtal.

Rotorringenihurtigtroterandegeneratorarblirofteutførtismiddstålsomerkrympapåeitnav.Nokregangarsåerdetikkjeplasstilnavetiringendåringenkanblifortjukk.Deterdeikreftanerotorringenskalmotståsombestemmertjukkelsen.Vissdetikkjeerplasstilnavetsåblirrotorringenkrympadirektepåaksling.

Iekstremetilfellevilikkjedetteværegodtnok,ogeinmådåsmiakslingenogrotorringenieitstykke.Dettehengogsåsamanmedkravettilkritiskturtal.Ventilasjonenihurtigroterandemaskinerblirsomregelutførtavaksialeviftermedjusterbarebladvinklar,medeiviftepåkvarendeavrotor.

3.8 Feilvedunormaldrift3.8.1.1 KortslutningistatorKortslutningpåfaseuttakaellerlengreutpånettetvilforårsakestorekortslutningskrefterpåstatorviklingane,spesieltspolehovudetogstøttesystematildesse.Vivilogsåfåeitkortslutningsmomentsomvilutsettefestningamotfundamentetogblikkpakkensfestningmotstatorhusetforpåkjenningar.Detsamevilogsåskjemellomrotorringognav,samtmellomnavogaksling.

Detvilogsåoppståstorekortslutningskrefteridempeviklingaskortslutningslaskermellompolane.Einlaskereinkoplingsskinnemankanbruketilåkortsluttekoplingsklemmer.Størrelsenpåkortslutningskreftaneogmomenteteravhengigavdensamlareaktansenikortslutningskretsenogdennekanbli5til15gangarstørreenndetsomviharinormaldrift.

24

3.8.1.2 FeilsynkroniseringFeilsynkroniseringerateinfasarinngeneratorenpånettetmedforstorfasevinkelmellomgeneratorenognettetsspenningsvektor.Iverstefallfasareininngeneratorenpånettetimotfaseogeinvilfådetsamesomeinkortslutningogoppførersegsomnemntover.Vedfeilsynkroniseringsåerkraftasomgeneratorenblirutsattforbestemtavkortslutningsytingatilnettetogvinkelforskjellenmellomspenningsvektorentilnettetoggenerator.Ideimestekstremetilfellavilikkjegeneratorenkunnetåledessepåkjenningane.

3.8.1.3 OverharmoniskespenningskomponentarDetteernokosomoppstårnåreinharstorelikerettarlaster,somf.eks.aluminiumsverkellerlastfråsmelteverk.Størrelsenpådeioverharmoniskespenningskomponentaneeravhengigavlastasistørrelseognettetskortslutningsytingsettfrågeneratoren.

Verknadenpågeneratorenpågrunnavoverharmoniskespenningareratdetblirindusertoverharmoniskestraumar,primærtidempeviklinga,ipoloverflataogistatorblikkpakken.Dettegjevutslagpågeneratoreniaukatemperaturideisamedelane.Åmotverkedeioverharmoniskespenningskomponentanefrånettetereiannaoppgåvesomdempeviklingahar.

25

3.9 StatorInformasjonenifølgjandekapittelbaserarsegpådokumenttilsendtfråIndar,sjåvedlegg2.

3.9.1.1 MagnetiskkjerneDenmagnetiskekjerneistatorenerlagaavtynneblikkplatersomlaminerastsamanlagvis.Blikkplateneerlagaavstålmedlavtkarboninnhaldogbrukereilegeringavstålsominneheldsilisium.Grunnentildeiikkjebrukareinmassivkjerneeratdeiprøveråunngåtap,sliksomvirvelstraumstap.Deterogsåforåunngåvarmeutviklingikjernen.

Blikkplateneblirlaminertsamanlagvisioverlappandelag.Nårplateneblirtryktsamanerdetikkjeallepåeingang,mendeiblirlaminertsamaneitmindretalpr.gang.Medmåtendeilaminerersamanblikkplatenegjerdettetilatdeihareinhøgmekaniskstyrke.Deitynneblikkplateneharogsålavmagnetisktapsfaktor.

Foråfåeffektivkjølingavkjernenogviklinganesåerdenbygdoppmedradialekjølekanalar.Deilaminerteplateneformersamandenmagnetiskekjernenigeneratoren.Nårmagnetiskekjernenerferdiglaminertsåblirdetutførttestarpådenvednominellinduksjonforåfinneutomdeternokonkortslutningmellomlagailamineringa.

3.9.1.2 StatorviklingarStatorviklinganeeravtypentre-fase,ogviklinganeerbygdoppitolagforstjernekopling.Beggeendanepåviklinganeertilkoplaeittilkoplingspunktsomerirammatilgeneratoren.ViklinganeerisolertisamsvartilVPI(VacuumPressureImpregnation)systemet.

Detteisolasjonssystemetharveldiggodedielektriske,termiskeogmekaniskeeigenskaparoghardemonstrertsinpålitelegheitimangehundremaskinerdeisisteåra.Detteundernormaleforholdogfeilsituasjonar.

3.9.1.3 ViklingasoppbyggingKvarviklingersattsamanavtynnekopartrådarsomerisolertkvarforseg.Nårviklinganeerforma,såerviklingateipasamanmedeinteipsominneheldglas.Detblirbrukteinrobottilåteipeviklinganeslikatteipenfåreitkonstanttrekkraftpåtapenoverheilelengda.Etteratviklinganeerisolertsåblirdetmontertbeskyttelsemotkoronaeffekten.Koronaeffektereinutladningsomskjerpågrunnavvæskeellergassarsomomgjevelektriskeleiararblirionisert.Denneisolasjonenerisamsvartilkvaspenningsomernominellspenninga.

3.9.1.4 ViklingsmontasjeFerdigeviklingarmonterastisporistatorenogerfestamedkiler.Tilkoplingspunktaerlodda.TemperaturovervakingskjervedhjelpavPT-100elementsomerplassertuniformt.Hererdeimontertimellomdenøvreognedsteviklingogmidtisporetsomviklinganeermonterti.

26

3.9.1.5 ImpregneringogherdingDetnestesomskjermedstatorenogdeimonterteviklinganeeratdeiblirsendtgjennomeinprosesssomheiteVPI(VacuumPressureImpregnation).Detteinneberatstatorenblirsenkanediharpiksogdetteblirherdamedhøgtemperatur.

Someitresultatavdenneprosessensåerdenmagnetiskekjernen,viklingane,kilaneogstripsaeinsamanhengandeeining,somkanståimotalledeielektriskeogmekaniskekreftenemaskinenkanbliutsattforveddrift.Detteinkluderatransienteforholdsomforeksempelutladingarogfråkopling.

3.9.2 VPI(VacuumPressureImpregnation)VacuumPressureImpregnation,oversatttilnorsk:vakuum-trykk-impregnering.VPIereitsystemderdeibrukertrykkogvakuumforåfåtilinntrengingavvæskeiforskjelligekomponentar,ivårttilfelleerdetharpikssomskalbrukasttilåimpregnereviklinane.DetervanlegåbrukeVPIpåelektriskekomponentarfordidenneprosessengireinisolasjonutansmåholrom,somvilkunnegjefleirevarmestedervissdeiikkjeblirfjerna.

NokreavfordelanemedåbrukeVPIerforlengalevetidpåmaskina,redusertbehovforvedlikehald,girgodbeskyttelsemotytrepåverknadarsomoljeoggirforbetraytingogpålitelegheit.[18]

3.10 RotorInformasjonenifølgjandekapittelbaserarsegpådokumenttilsendtfråIndar,sjåvedlegg2.

3.10.1.1 GenereltomrotorRotorenbestårihovudtrekkavakslingogmagnetiskblikkellersvartblikkmedspor,derviklinganevilblimontert.

3.10.1.2 AkslingDenerlagaavbestekvalitetlaminertellersmidtstål,testaforperfektmateriellhomogenitet.StålavtypenS355J2G3blirvanlegastbrukttildette.Akslingenblirmaskinertoverheilelengda,overflatenesomlageraskalglipåerpolert.Dendrivneendenavakslingenblirbygdisamsvartilturbinfabrikantenskrav.

3.10.1.3 RotorkjerneRotoravdennetypenerlagaavmagnetiskstålellerformametallplater,sommagnetiseringsviklinganeermontertinni.Kjernentilrotorenharkanalarsomgårfråsenteroguttilkantenforkjøling,detteblirkalladenradialekjølingaavrotoren.Denaksialekjølingakjemfråmellomrommetsomkjemfråsporaiakslingen.

27

3.10.1.4 PolarPolaneidennetypenrotorereindelavrotorkjernen.Polaneerisolertfråsporameddobbellaminertisolasjonskappe,dereineermekaniskisolasjonogdenandreerelektriskisolasjon.Nårviklingaerferdigsåblirdenfestatilrotorenmedglas-fiberstripssomblirpolymertmedtemperaturvedhjelpaveinomn.EtterdenneprosessenblirdeiutsattforeinVPIprosess.

3.11 Magnetisering3.11.1.1 StatorMagnetiseringsrammahareitdeksellagetavståldermetallplatenesombyggaropppolaneermontert.Polaneeravlastavedtilkoplingspunkta.Viklinganeersomregellagaavfleirerundeleidningar.Rammaharskruersomblirbrukttilåjustereinnstatoreniforholdtilrotor.

3.11.1.2 RotorRotorenereinringsomermontertpåhovudakslingentilgeneratorenvedhjelpavvarme-ekspandering.Kjernenerbygdoppavelementmedlitetapmontertpåringenvedhovudakslingenvedhjelpavtrykkplater,dereinhareipåkvarside.Påutgangenavpolaneerdetmontertdiodarsomlikerettarvekselstraumenogførerlikestraumentilpolane.

3.12 Fundament

3.12.1 StyrelagerStyrelageretersomregelmontertpånedstedelenavmaskina.Funksjonentildettelagereteråabsorberedeiradialevibrasjonanefråmaskinaogturbinen.Styrelagereterikkjeelektriskisolert.Lagereterbygdoppavfleireradialjusterbareputer.Varmensomoppstårilageretblirfjernamedhjelpavolje.Oljenblirderetterkjøltnedvedhjelpavnaturlegkonveksjon,pumparundtellervedeinolje/vatnvarmevekslarmontertvedoljereservoaret.DetermontertPT-100elementforåovervaketemperaturpåolja.

3.12.2 AksiallagerAksiallageretersomregelmontertiøvredelavmaskina.Funksjonentildettelagereteråabsorberedeiaksialeogdeiradialevibrasjonanefråmaskinaogturbinen.Aksiallagereterelektriskisolert.Lagereteroppbygdavfleireradialjusterbareputerforradialvibrasjonane,ogfleiresegmenterteputerfordeiaksialevibrasjonanetilmaskinaogturbinen.Deisegmenterteputeneharjusterbaredreiepunktfordeiaksialekreftene.Kjølingblirliktsomvedstyrelageret.

28

3.13 KontrollanleggInformasjonenifølgjandekapittelerhentafråNVEsVeilederiplanlegging,byggingogdriftavsmåkraftverk[19].Kontrollanleggeterhjernenikraftverketogdeterherdeiflestelogiskefunksjonarogautomatikkerinnebygd.Småkraftverkharkravtileinforenklaturbinregulator,menomeinhartenktåkjøreøydriftanbefalerFIKSateinbrukareinfullturbinregulator.Eitkontrollanleggkanmangjernedeleoppifemhovuddelar:

• Indikatormedinstrumentogstillingsvisning• Kontrollfunksjonarformanuellstyringogregulering• Vern-funksjonarforautomatiskkontroll• Feilmeldingforvarsling• Hjelpeanleggforåskaffeanleggskraftiformavvekselstraumoglikestraum

(batterispenning)

Kontrollanleggidagbeståravdatabasertemaskinarellerprogrammerbarelogiskesystem(PLS),ogdesseblirplassertibeskyttaskaplagaavmetall.Kontrollanleggetharfølararplassertuteisystemetogdessesenderinformasjontilkontrollanleggetslikatdetkanfungere.Eiavoppgåvenetileitkontrollanleggeråovervakeanleggetvedfeil.Visseinfeiloppstårsåerdetviktigatsystemettardeiretteførehandsreglaneogopererariktig,slikateventuelleskadarkanminimerastellerunngåast.Feilasomsystemetprøveråunngåerhovudsakligmekaniskefeilellerelektriskefeil.

3.13.1 PrinsippforbyggingavkontrollanleggDetermangeforskjelligeprinsippforåbyggeeitkontrollanlegg,ognokreavvalasommåtakasteromkontrollanleggetskalbaserasegpåkvilestraum-ellerarbeidsstraum-prinsippet.Kvilestraum-prinsippetbetyratsystemetreagerernårstraumenblirbrote,menikkjenårdenblirtilkopla.Arbeidsstraum-prinsippetbetyrateinhareinlukkakretssomdetvilgåeinstraumgjennom.Visseinmistarstraumensåvilsystemetoppdagedette.Einmåogsåveljeomkontrollanleggetskalhaautomatiskellermanuellstart.Deterogsåeitvalomeinvilhafjernstyringavanleggetogeinmåbestemmekorleiseinvilstyrekontrollanlegget,entenmeddatamaskineroggrafiskskjermarellermedkonvensjonelletavler.Vernefunksjonanetilkontrollanleggetmåentenbyggastinnistyresystemetellerværesomseparateoguavhengigeeiningar.Einmåfinneutkorleisinnmatingtilnettetogkraftverketsinstraumforsyningskalordnast.Detmåutarbeidasteiteinlinjeskjemasomforklarerhovudfunksjonanetilkraftverket,samtkorleisvernefunksjonaneskalfungere.Ansvarsforholdaiforbindelsemedautomatiskstartmåavklarastmednettselskapet.

29

3.13.2 HjelpeanleggACogDCInformasjonenifølgjandekapittelerhentafråEBLsihandbokomfunksjonsbeskrivelseavkontrollanlegg.

3.13.2.1 Stasjonsforsyning,ACspenningVekselstraumforsyningatilkraftverketskjergjennomeinstasjonstransformatorsomertilkoplageneratorenog22kVnettet.Somregelharkraftverkeinekstraspenningstilførseltilfellespenningsutfall.Dettekanvereeiteksterntdieselaggregat.Dieselaggregatetskalberreforsynedeiviktigastekursane(prioritertfordeling).Detteerpågrunnavmoglegheitaforøydrift.Størrelsenpåstasjonstrafoenblirbestemtutifråkvalastsomerikraftstasjonen.Kraftverketharsomregelautomatikkforåveljedenspenningstilførselensomeraktiv.

3.13.2.2 Hjelpeanlegg,DCspenningIeitkraftverkerdetviktigateinhareisikkerlikespenningsforsyningforatkontrollutrustingaskalfungere.Deterviktigatanleggetforlikespenningerutførtslikatkonsekvensanevedfeilerminstmogleg.

Eitkraftverkharsomregeltohovudgruppeforlikespenningssystemet.Einetypenavlikespenningssystemharspenningsnivåpå220Veller110V,somblirbrukttilstyrestraum-forsyningforrelévern,overvaking,styringogforsyningtillikestraumsmotorarogstartmagnetiseringavgenerator.Denandretypenavlikespenningssystemharspenningsnivåpå24Vog/eller48V.Dettesystemeterforspenningstilførselentilsambandsutstyrogutstyrforfjernkontroll.Eithjelpesystemforlikespenningbeståravbatterioglikerettarsomforsynalikespenningsfordelingar.

Vedvanlegdriftsåharkraftverkettilførselavvekselstraumogdermederdetlikerettarensomstårforspenningsforsyningaogvedlikehaldsladarbatteria.Visskraftverketmistervekselspenningasåtarbatteriaoverspenningsforsyninga.Vanlegvissådimensjonerastbatteriaslikatmankanstarteaggregatetsjølvomvekselspenningaharværtbortei10timar.Vedspenningsnivåpå24Vog48VerdetvanlegåbrukeDC/DComformararogikkjeeignebatteri.

30

3.13.2.3 BatteriBatteribankentilkraftverketblirplassertieiteigerommedgodventilasjon.Nåreitbatteriladastsåutviklastdeteingasssomletttarfyr,knallgass.Foråhindregassutsleppsåbrukastdeteksplosjonshindrandeproppar.Proppaneerlagapåeinslikmåteatdukanfyllepåvatnogsjekkeladetilstanddirekte.Denbatteritypensomblirmestbruktereitstasjonærtrøyrplatebatterimedblylegeringarsomerbyggaforstorkapasitetvedlangeutladningstider.Dennetypenbatteritålerogsåkonstantlading.Batteriablirsikramedeignebatterisikringarogdesseblirplassertibatterisikringsskap.Sikringaneerderforåsikrebatteriogkabelmotkortslutning.Skapetharogsåmoglegheitforågjeredetsikkertåjobbepåbatteriaogforåenkeltkunneforetakapasitetstestaravbatteri.

3.13.2.4 LikerettarLadelikerettarenmådimensjonerastslikatdenkanleverenoklaststraumtillikespenningssystemetognokladestraumtilbatteria.Forlevetidatilbatteriaerdetviktigatlikerettarenhareinkonstantladespenning,detteoverheilebelastningsområdetillikerettaren.Bly-batteriskalhaeinladespenningpå2,23Vpr.celleforutnyttebatteriabestmogleg.

3.13.2.5 BatterivaktBatterivaktasoppgåveeråovervakespenningsnivåogisolasjonstilstand.Dersomdetikkjeerisamsvarmedinnstilteverdiar,såskaldenvarsleomdette.Denenklasteformforovervakingavsystemeterminimumspenningsovervakingogjordfeilovervaking.Detburdeogsåveremoglegheitforåforetaspenningsmålingogisolasjonsmåling.

31

3.13.3 GenerellomreguleringMåletmedreguleringeratbelastningpånettetogenergiproduksjonenskalværeilikevekt.

Vedlastendringskalregulatorenmotverkeendringaraskastmoglegvedåtilpassepådragettilturbinen,altsååtilpassevassmengdainnpåløpehjul.Foråoppretthaldenettfrekvensenpå50Hzerdetderforviktigmedraskreguleringforåunngåuønsktefeilifrekvens.Ønskereinåkjørepåisolertnett,ogsåkallaøydrift,erdetviktigmedeinvelfungeranderegulatorforåoppretthaldeeitstabiltnett.

Reguleringsprosessentarforsegnettfrekvensensomutgangspunkt.Kjemdeteiendringilastveddenne,sendesdeteitsignaltilturbinregulatorsomfortelomeinmåaukeellerminkepådragetforåoppretthaldefrekvensen.

Påfigurenundersereinkvarollenettfrekvensenharireguleringsprosessen.

Figur13:Prinsippskisseavkraftverkmedturbinregulator.[20]

32

3.13.3.1 LastendringSomnemnttidlegareermåletåoppnålikevektmellomenergiproduksjonogbelastningapånett.DetelektriskenettetiNorgeharikkjeeifastbelastning,menhellereinbelastningspreiddutoverforskjelligetiderpådøgnet(lasttoppar).Nårfolkståroppognårdeikjemheimfråskuleellerjobbergjernedåforbruket,ellerbelastninga,pånetteterstørst.Akkuratetterdettetidsrommetblirbelastningalågareogeinfårlastavslag.

Vedplutseligeavslagibelastningavilaggregatetsomdreiingshastigheitaukeogeinfårrusing.Rusingoppstårnårgeneratorengårforfulltomdreiingshastigheitmedledeapparatfulltopent,ogmisterplutseliglasta,altsådenblirkoplafrånettetpåfeilmåte.Vednormalrusingskalikkjegeneratorentaskade.Vedåtilpassepådragetkaneinmotverkerusing.

Somnemnttidlegare,kandetteløysastmedeistorsvingmasse,entenigeneratorenellervedeitsvinghjul.Derimoterstoresvingmasserdyreogeinprøvergjerneåkuttenedpådennedelenforåoppnåbillegaregenerator.

Sidanstoresvingmassererdyre,prøvereinågjerelukkehastigheitatilpådragetsåhøgtsommogleg.Derimotførerdettemedsegeitnyttproblem.Vedraskendringilukkehastigheitavileinfåtrykkstøytirørleidningen.Dennetrykkstøytenvilkunneoppnåsåpassstorekrefteratdetiverstefallkanøydeleggerørogventiler.Omeinfårstørreproblemmedlukkinga,ogomdreiingshastigheitaoppnårkritisknivå,fåreinkritiskrusing.Iavsnittetundertarviforossdennekritiskerusinga.

Kritiskrusingskalliggepåeitdefinertnivågodtoverrusingsturtalet.NVEtilråderatkritiskrusingliggpå30%overrusingsturtalet.Kritiskrusingerdetturtaletruseverneterstiltinnpåogdersomgeneratorenoppnårdetteturtaletsåvilrusevernetstoppegeneratorenforåunngåskade.Skadersomkanoppståvissgeneratorenfåroppnåkritiskturtal,utanatdenblirstoppa,eratdukanfåtotalhavari.

Normalreguleringerdetdysenesomstårfor.Servomotorenfår”beskjed”fråregulatorenatdenønskeråaukeellersenkepådraget.Såstyrerservomotoren,vedhjelpaveitoljetrykkanlegg,nålaidysatilågåframellertilbake.Pågrunnavutformingatilnålavildenalltidlageeinvasstrålesomkjemutifriluftmotskovlfrånålespissen.Sidannålamålukkesegmedeinvisshastigheit,foråunngåtrykkstøyt,vildenikkjekunnetilfredsstillekravettilfrekvensinnangitttidsrom.Veddennetyperegulering,altsååhaldefrekvensmedstatikk(grensesomregelmellom1-12%),spelarFIKSinnpåkrav.

33

Sidannålaikkjealltidoppnårdettekravet,tareinvedPelton-turbinar,ibrukstråleavbøyerveddysa.Denneharsomfunksjonåkuttevasstrålenfrådysavedplutseliglastavslag.Medstråleavbøyerogstyringavnålidysehareinoppnåddeitprinsippeinkallardobbelregulering.Vedåbrukedetteprinsippetoppnåreinendåraskareregulering.Detmotsetteskjervedlastpåslag.

Reguleringshastigheitatilsystemetblirsattutifråblantannasikkerheit,materialstyrkeogreglarfordrift.KravtilreguleringogtidskonstantarfinnereiniFIKS(Funksjonskravikraftsystemet).NåreintekomsyntilFIKS,materialval/kvalitetognaturgitteparameterarsomhøgdeogvassføring,kaneinfastslåkravtilreguleringafordetaktuellekraftverket.

Einbørogsåmerkesegatfysiskeeigenskapartilmekaniskesystemogeventuelletilhøyrandetunnelarverkarihøggradinnpåhurtigreguleringogstoppvedfeil.

Deterogsåviktigatregulatorikkjeverkarforraskt,dårasklukkingavpådragsorganvilkunnemedførekritiskturtal,somigjenkanmedførefarligeforholdsliksomhavaripåmekaniskeoghydrauliskekomponentar.

Foråsummereoppdeisisteavsnitta:eintekførstogfremstomsyntilmekaniskeogfysiskeforhold,ogstillerregulatorinnetterdesse.DeretterprøvareinsålangtsommoglegåretteseginnmotFIKSsinekrav.

Påmindre,typeminiogmikro,kraftverkerdetlågarekravtilregulering.Isliketilfelleerdetnokåbrukeventil,somregelavtypenspjeldventil,tilåstyrepådraget.

34

3.14 ApparatanleggApparatanleggharsomoppgåveåtransporteredenproduserteelektriskeenergienfrågeneratorenogframmotkraftnettet.Apparatanleggetbestårhovudsaklegavkoplingsutstyrpågeneratorspenningsnivå,transformator,kabeloghøgspenningsutstyr.Innføringavtransformatorengirosstospenningsnivå.Deterviktigatapparatanleggdimensjoneraststortnokforåkunnetåledenmaksimalestraumbelastningasomkanoppstå.[7,pp.96-97]

3.14.1 TransformatorNestenalldenelektriskeenergiensomblirprodusertavstoreogsmåvasskraftverkeriutkanten,måfraktastmotstadanederdenelektriskeenergienforbrukast.Innføringaavtransformatorenharmogleggjortoverføringavelektriskenergioverlengreavstandarmedmindretap.Forditapaikraftleidningaerproporsjonaltmeddenelektriskemotstandenogkvadratetavstraumen,vileinvedåsenkestraumenoppnålågaretap,samtlågaretverrsnittpåkabel.[6,p.8]

𝑃 = 3 ∗ 𝑅×𝐼9 [5,p.86]

Formel:Effekttapa,Persummenavresistansenmultiplisertmedkvadratetavstraumen.

Somnemntovanfor,transformerereintransformatorelektriskvekselstraummedeinvissspenningtileitannanivåvedbrukavinduksjonsprinsippet.Induksjonsprinsippetfungererslikatnårdetblirkoplaeinlastinnpåsekundærsidavildetgåeinstrømikretsensomvilskapeeinfeltfluksidenmagnetiskekretsen(jernkjernen).Dennefeltfluksenviligjenskapaeinindusertspenningpåsekundærsidasomeromtrentliksompåprimærsida.

Ønskeligstraumogspenningavhengeravvindingsforholdetmellomprimær-ogsekundærsida,menuansettblirproduktetavstraumogspenningminustapdetsame.Detvilseieatuansettkormykjestraumdutarut,vilsummenavstraumogspenningblitilnærmalikpåbeggesideravtransformatoren.[21,p.60]

Figur14:Forenklaprinsippskisseavdeneinefasenmedbelastning[6,p.40]

35

3.14.1.1 TapogverknadsgradVedberekningaveintrefasatransformator,forenklarvidettilteorienomeinfasetransformatoren.Vedåutvikleeitforenklaekvivalentskjemafortransformatoren,gjevdeteitmeiroversiktlegogeienklareutrekning.

Figur15:Ekvivalentskjemaforeinfaseieittrefasesystem.[6,p.50]

Einideelltransformator(markert)ereieiningsomikkjeharnokotapoghareinperfektmagnetiskkopling,meniverkelegheitaskjeringenomformingavenergiutantap.Iprinsippetvildåeintransformatorgjemindreenndenopptar.Differansenmellomgjevenogopptatteffekterdåtapaitransformatoren.Tapabeståravtomgangstapogbelastningstapavhengigavkvaslagsdriftsmodus.Nårprimærviklingaertilkoplanettmeddriftspenningogikkjeharnokoformavlast,kanviseieattransformatorengårpåtomgang.Dåviltransformatorentrekkeeinlitentomgangsstrømforågenererefeltfluksenpåprimærsida.[22,pp.11-12]

Nåreivekselspenningkjeldeerkoplatilvilogsåfeltfluksenijernkjernenblivekslande,nokosomførertilhysteresetapogvirvelstraumtapdådessetapaeravhengigeavfrekvensenpåvekselstraumenogfluksenpåmagnetjernet.Tomgangstapaertilnærmakonstantuavhengigavbelastningsålengespenningaerdensame.Detteskyldastleidningenselektriskemotstand,resistans.Resistansengjerdetatdetutviklesvarmeileidningen.

Nåreinbelastartransformatorenvilnokoavenergienforsvinneiformavvarmeiviklingane.Dettetapetblirkallaforbelastningstapellerkopartapogskjerialleleidningarsomførarelektriskstraum.Kopartapaaukarkvadratiskavbelastningsstraumensomflytikretsen.Aukareinstraumentildetdobbelte,viltapetauketildetfiredobbelte.[6,pp.38-42,23]

36

Formel:Verknadsgradfortransformator[23]

𝜂 = 𝑛 ∗ 𝑆< ∗ 100

(𝑛 ∗ 𝑆<) +𝑃@ ∗ (𝑛9 ∗ 𝑃A)

P0 Tomgangstap W

Pk Kortslutningstap W

n Belastningsfaktor

𝜂 Besteverknadsgradenfortransformatoren

SN Merkeytingfortransformator VA

3.14.1.2 TeknisklevetidTeknisklevetiderdentidadettarforattransformatorenikkjeklarersintiltenktefunksjon.Detteskjergjernepågrunnavaldringavisolasjonellersvekkingarikomponenten.

Levetidaersterktavhengigavtemperatur,menandrefaktorarsomfuktigheitogoksygenerogsånokosomførertilaldringognedbrytingavisolasjonspelarogsåinn.Driftstemperatureneravhengigavkorhardtdenblirbelastaogsievnetilåkjøle.Deterestimertatlevetidatilisolasjonenfordenepoxyharpiksisolertetransformatorenhalverastforkvar7°Ctil10°Caukingidriftstemperaturen.Foroljefyltetransformatorererdenneaukinga8°C.Ikombinasjonmedfuktigheitogluft,kannedbrytingaavpapirisolasjonogandretyparisolasjonakselerast.[24]

Temperaturklasse

Angirøvretemperaturgrenseforisolasjonsmaterialetundernormaldrift.Desseharsamanhengmedtemperaturogbelastningstappåvikling.

Tabell1:Temperaturklasse.[6,p.103]

Temperaturklasse A E B F H

Max.Omgjevnadstemperatur(°C) 40 40 40 40 40

Tillateligtemperaturstigning(°C) 60 75 80 105 125

Termiskmargin(°C) 5 5 10 10 15

Sum(°C) 105 120 130 155 180

37

3.14.2 MåletransformatorarMåletransformatorenesoppgåveertransformerestraumogspenningnedtileitpassandenivåslikatinstrumentkanmålestraumogspenning.[6,pp.120-154]

3.14.2.1 SpenningstransformatorSpenningstransformatorenbrukasttilmålingavhøgespenningar.Denerkoplaslikatprimærkretsenliggparalleltmedbelastningaviskalmåle.Påsekundærsidaerdettilkoplaeitvoltmetermedhøgimpedanssommålarspenninga.Målingaskjervedatdenmålerspenningapåsekundærsidaogkanrekneutspenningapåprimærsidautfråomsettingsforholdet(forholdmellomvindingstalpåprimær-ogsekundærsida)tiltransformatoren.Spenningstransformatorenerkonstruertfortomgangsdriftfordidenhøgeimpedansentilvoltmeteretgjeratdetgårminimaltmedstraumikretsen.

Avspenningstransformatorarfinsdettotypar.Ein-polasomblirbruktforhøgspentogto-polasomblirbruktforlågspent.Vidareioppgåveblirderfordento-polaikkjeaktuelldådenikkjeskalbrukast.Ein-polaspenningstransformatorarerbereknafortilkoplingmellomfaseogjord.Foråfålinjespenningkrevjastdetmellombelseintransformatorpåkvarfase.

Figur16:Prinsippteikningaveineinpolaspenningstransformatorutanjordfeilvikling.

38

Figur17:Einpolaspenningstransformatormedmåle-ogjordfeilvikling.

3.14.2.2 StraumtransformatorStraumtransformatorenereintransformatorderprimærkretsenliggiseriemeddenstraumentillastasomskalmålast.Transformatorenhareiprimærvikling(faseleiar),einmagnetiskkjerneogeisekundærviklingsomliggrundtdenmagnetiskekjernen.Straumentilprimærviklingadannareitmagnetiskfeltikjernen.Grunnavekselspenningogdermedvekslandefeltvildetbliinduserteinstraumisekundærviklinga.Sekundærstraumenerdåeitproduktavstraumensomflytgjennomprimærsida.Dåstraumensomflytgjennomsekundærviklingaeravhengigavlastasomerkoplapå,bestemmastomsettingsforholdatiltransformatorenavkorstorstraumsomflytisekundærviklinga.

Eitamperemetermedveldiglågimpedansertilkoplatransformatoren.Samanliknamedeinspenningstransformatorsomtilnærmagåritomgang,erstraumtransformatorentilnærmakortsluttaundernormaldrift.Dettefortelossatdetgåreinstorstraumgjennomviklingane.

39

3.14.3 BrytaranleggBrytarereinkomponentmedhensiktåskapeeitskiljemellomtoleiararslikatdetikkjeermoglegatenergikanflytegjennomkretsen.Hovudsaklegharvitreforskjelligebrytararmedforskjelligebruksområdar.Skiljebrytar,lastskiljebrytarogeffektbrytar,menioppgåvaskalvihaldeosstildeitosiste.Skiljebrytarservivekkifrådådenikkjekanbryteanleggsdelsomerunderlast.[21,p.49](kjeldegjelderogsålastskiljebryter)

3.14.3.1 LastskiljebrytarDessebrukasttilinn-ogutkoplingaravnormalelaststraumar.Desseergodetilåbrytesmåoverstraumarogkankombinerastmedsikringardåsikringaneereffektivepååbrytekortslutningstraumar.Brytarenkanbrukastderdeterplanlagdarbeidogskalkunnebryte,sjølvunderlast.Detteereinklarfordelvedplanlagtogikkjeplanlagdearbeiddåmansleppogleggeavgangenspenningslausførmankanopererebrytaren.

3.14.3.2 EffektbrytarEffektbrytarereinkomponentsomermontertieitleddforåbeskytteeinbestemdanleggsdelvedfeil.

Detereitkravatbrytarenskalkunnebrytehøgstebelastningsstraumogdenmaksimalekortslutningseffektensomkanoppståisystemetvedfeilsituasjonar.EffektbrytarenskalkunneoppfyllekravagittinormaIEC865-1.[5,p.142]

3.14.3.3 KabelinnandørsIFEF06§2-10stårdetatanleggogutstyrsomerutstattforbrannforårsakaavgnister,lysbogar,eksplosjonarellerhøgetemperaturar,skalbeskyttastslikatdesseikkjelengerutgjernokonfareanleggogpersonell[KJELDEREFERERE].Dettegjelderogsåtransformator.

Nårviveltilknytingskabelenforgenerator,effektbrytarogtransformatorerdetviktigatviveleinkabelsomoppfyllerbrannkravaogitilleggikkjeinneheldnokonfarligegassar.NEK440kap.8.7.3hartattforsegnormerforkabelensommåoppfyllast.Kabelskalforleggastpåeinmåteslikatdenoppfyllerbrannsikkerheitasomkrevjastibyggforskrifta.

[25][26,p.72]

40

3.14.3.4 TSLI

Figur18:TSLI,bileteterhentafråkabelbok,Nexans[27]

TSLIharfølgjandebruksområder:

• Utandørs• Industrianlegg• Transformatorstasjoner• Tunellar• Innandørs

Maksimaltillattemperaturpåleiarenvednormaldrifter90°og250°gradarvedkortslutning.TSLIkabelenkannyttastpådriftsområdermellom12-36kV.

Ytrekappe:Skalbeskyttekabelenmotmekaniskogkjemiskskadeslikateinunngårfuktinntrenging.Denytrekappaeravpolyetylenogbeståravtosjiktsomervulkasaman.IndresjikterUV-bestandigogifargenkvitforatviskalkunnevisueltavdekkefeil.Kappaerbrannhemmandeoghalogenfrisomgjeratdenergodkjentforinnandørsbruk.

Diffusjonssperre:Eitlagmedaluminiumslaminatmedoverlapplimtfasttilytrekappe.Skalbeskyttekabelenmotmekaniskpåkjenningogaksialvassinntrengingvedskadepåkabel.

Svelleband:Eitlagsvellandebandforåhindrelangsgåandevassinntrenging.Svellebandeterpåførtmedeinfugeforåsikreelektriskkontaktmellomskjermenogdiffusjonssperra.Dettegjeratskjermogdiffusjonssperresleppåjordastkvarforsegiskøytarogendeavslutningar.

Skjerm:Eitlagmedrunde,gløddekopartrådar.Skjermenskalfungeresompersonbeskyttelseomskadepåkabelenoppstår.Forhøgarespenningsnivåhardenogsåeioppgåvesomåledeladestraumenforkabelen.

41

Ytrehalvleiar:Ekstrudert,halvleiandesjikt.Eitlagmellomisolasjonogskjermensomsørgerforeiglattogjamnfeltfordelingoghindreglim-utladning.

Isolasjon:Materialesomikkjeerleiandeellermaterialemedeinmotstandmedstorleikslikatstraumogspenningikkjetrenggjennom.Isolasjonenerekstrudert,tørrvulkanisert(prosesssomgjeromeintyperågummitildetferdigegummiproduktet)polyetylen(PEX).

Indrehalvleiar:Samesomytrehalvleiar,ekstrudert,halvleianessjikt.Indrehalvleiandesjiktetskaljamneovergangenmellomleiarenogisolasjonen,dermedfåjamnarefeltfordeling.

Leiar:Einfleirtråaleiaravkomprimertaluminiumfyltmedsvellpulver.MetalletskalværeaveinvisskvalitetogdimensjonpåleiarenskalfastsettastetterIEC-normer.

3.14.3.5 TSLFKabelenkanbrukastutandørsdirekteijord,irørellerikanalijordoginnandørs.TSLFkabelenkannyttastpådriftsområderpåmellom1-145kV.Maksimaltillattemperaturpåleiarenvednormaldrifter90°,og250°gradarvedkortslutning.[28,p.17]

Detleggjast3einleiararitrekantforlegningsamanmedbeskyttelse-jording.

Figur19:TSLF,bileteterhentafråkabelbok,Nexans

Beskriving:

TSLFerbygdopppåakkuratsamemåtesomTSLIerbygdopp,menforskjellenhereratTSLFhareiytrekappesomikkjeerbrannhemmandeoghalogenfri,menhareiytrehalvledandesjiktsommogleggjerkappetestingpåkabel.Kappetestingereinformforåavdekkefeilpåkabel.

42

3.15 Økonomi

3.15.1 Samfunnsøkonomiskanalyse3.15.1.1 Nytte-ogkostnadsanalyseTotaltsåfinstdettreforskjelligetyparsamfunnsøkonomiskeanalysar.Viharvaltnytte-kostnadsanalysedådennemetodenkanbeskriveeivurderingavtiltakaikroner.

Dennemetodenverdsettallenytte-ogkostnadsverknadaneavmoglegetiltakikronerutifråkvabefolkningasamanervilligtilåbetalefordenbestemoglegeeffektensomskaloppnåast.Vissdeiervilligetilåtakostnadanefordensummerandenytteverknadaneerstørreenndentotalekostnadssummen,kanviseiattiltaketsomsamfunnsøkonomisklønsamt.

Miljøtiltakereinavdelaneeintekmedidensamlavurderingaavtiltaketssamfunnsøkonomiskelønsemd.Miljøtiltaketereinvanskeligsaksetjetalpå,ogviharderforikkjetattomsyntilkostnadaravmiljøtiltakivåreberekningar.

[29,pp.23-24]

3.15.1.2 NoverdimetodenNåreininvestera,kjemnytte-ogkostnadsverdianesjeldansamtidigiløpetavanleggsdelenslevetid.Ulikeinvesteringar,innteningarogbetalingtiluliketidergjerdetnaudsyntåbrukeeinmetodesomsummererogsamanliknarkostnadanemotkvarandre.

Nettonoverdimetodentekutgangspunktiåsamlealleforventanytte-ogkostnadsverknadarsomførasttileitogsametidspunkt,somgjerneertidaderinvesteringavertgjort.Vedåtilbakeførekvarenkelverknadvedhjelpavkalkulasjonsrenta,kanviførealleverknadanetileitbestemttidspunktogslikgjereinvesteringasamanliknbarovertid.Dettegjeratvikantaeitvalutifråkvasomermestsamfunnsøkonomisklønsamt.

𝑁𝑁𝑉 =−𝐵@ +𝑈F

(1 + 𝑟)F

H

FIJ

B0 Investeringskostnadiår0r KalkulasjonsrenteN Analyseperiode,årUt NettonyttesominvesteringagenereriløpetavNårt Referanseår

NNV<0 -> InvesteringaerIkkjelønnsamtNNV>0 -> Investeringaerlønnsamt

[30,p.4]

43

Kalkulasjonsrente

Kalkulasjonsrentaviserdensamfunnsøkonomiskealternativavkastningapåinvestertkapital.

Rentesatsenerbasertpårenteilånemarknaden,forventaavkastningpåandrealternativogkorhøgrisikodeterforbundetmedprosjektet.Rentabeståravtosatsar,risikofrirealrenteogeitrisikoavhengigtillegg.[30,p.10]

Referansetidspunkt

Året/tidspunktetderanalysenstartar.

Teknisklevetid

Teknisklevetiderdentidadettekforatkomponentenikkjeklararsintiltenktefunksjon.Detteskjergjernepågrunnavaldringavisolasjonellersvekkingarikomponenten.Detteerogsåtidligarenemntundertransformator.[31,p.38]

Økonomisklevetid

Økonomisklevetiderdentidadettekforatdetskallønnesegåinvestereieinnykomponentmedsamefunksjon.Tekniskenyvinningarsomgjerprosessenbillegarekanogsåpåverkedenøkonomiskelevetida.Denøkonomiskelevetidaerentendensamesomdentekniskeellerkortare.[6,p.104]

Analyseperiode

Periodenderprosjektetskalanalyserastinnanfor.Settastoftelikdenøkonomiskelevetida.[31,p.35]

44

3.15.1.3 SamfunnsøkonomiskanalyseavnettiltakInvesteringarikraftbransjenergjerneforbundetmedstoreinvesteringskostnadar.Åvurdereeittiltakframforeitannakanforeksempelgjestørreinvesteringskostnadar,mensamtidiggjeossredusertetapskostnadaroghøgareinnteningpåsikt.

Einsamfunnsøkonomiskanalyseereinmåteforåfinneogvurderekonsekvensaraveittiltakforrørtegrupperisamfunnet.[29,p.12]

Grunnleggande

NVEharlagaeilisteoverkvanytte-ogkostnadsverknadarsommåinngåieitsamfunnsøkonomiskanalyseavtiltakinettet:[30,p.16]

• Investeringskostnaderkorrigertforrestverdi• Drifts-ogvedlikehaldskostnadar• Tapskostnadar(teknisk-økonomiskanalyse)• Avbrotskostnadar• Flaskehalskostnadar

Vitekforossidennedelendeitreøvstepunkta,grunnadeitoandreliggutanforvårtområdeavkunnskapogermeirknyttmotnetteigarogikkjeinnmatingskunde.

Detkanogsåværeverknadarsomdetikkjeermoglegåsetteprislapppå,eksempelsvis:[31,pp.5-57]

• Feilsituasjonarog/ellerhavarikanføretileksplosjonar.• Lekkasjarkanpåføreskadepålivogmiljørundtellernedstrømskraftverket.• Byggingogdriftavkraftverketsomskaparsysselsetting.

Deterogsåviktigatanalysenermestmoglegnøyaktigslikatdetikkjeblirtattinvesteringarpåfeilgrunnlagellersomeigentlegikkjeerlønsame.

Investeringskostnadar

Investeringskostnadaneviserinnkjøpavmateriell,arbeidskraft,transport,grunnerstatningarogbyggrelatertekostnadarsomkrevjast.Kostnadanetekutgangspunktierfaringfråtidlegareprosjektogkvamarknadsprisenliggerpåvedinvesteringa.

45

Drifts-ogvedlikehaldskostnader

Drifts-ogvedlikehaldskostnadareralledeikostnadanesomerknytttildenframtidigedriftaavinvesteringa.Dessekostnadanekanværemateriell,transportogarbeidskraft.

Tapskostnadar

Utrekningavelektrisketapogsummenavdesseereinviktigdelaveinsamfunnsøkonomiskanalyseforåfinneriktigedimensjonarpåulikeanleggsdelarieitkraftnett.Tapsenergiogtapseffektmåproduserastikraftstasjonaneogmedføreratanleggetmåproduseremeirenergiforåfådekketapa.Tapsenergienmåoverførastogbeslagleggkapasitetenpåoverføringsnettet.Tapapåførerekstrakostnadardersystemetmådimensjonerastoppforåminimaliseretap.Samtidigmådetværelønnsamtåinvesteredåinvesteringakanblidyrareenndensummerandeinnteningaitapskostnadareinvilfå.

Vedutrekningavtapskostnadartekviutgangspunktiberekningavspesifikketapskostnadarsomereindel”Planleggingsbokforkraftnett”utgjeveni2014AvSINTEFEnergi.Slikkanvirekneutdenspesifikketapskostnadenvedulikeproduksjonsintervall.

IplanleggingsbokatilSINTEFhardeisattoppeinmodellsomdelarkraftnettetitreulikenivå.

Figur20:Forenklaradialbeskrivingavkraftsystemetforberekningavspesifikketapskostnadar.

46

Ifigurenoverkaneinsjåatdistribusjonsnetteterdeltinnitreulikekategoriar.Vårtkraftverkhareitspenningsnivå22kV/6,6kVogertilknyttnettetgjennomkabeliutkantstrøk.Detmestnaturligeeratvårtanleggkjemunderkabelmedmiddelsflatebelastning.

Nårtapskostnadarforkabelskalreknastuterdetviktigåtenkepåelektrisketapikraftsystemet.Einharbådeenergisommåproduserastogeffektsombeslagleggkapasitetenikraftsystemet.Einriktigutrekningavtapainneheldderforbeggedeitoenergiledda.

Forkablaroglinjerkandettesettastoppifølgjandeformel:

𝐾LMN = 𝑘N×∆𝑃QMR + 𝑘S(𝑡)×∆𝑃 𝑡 𝑑𝑡

KTap Kostnadaravtap[kr/år]

KW(t) Energikostnadvedtidspunktt[kr/kWh]

kP Kostnadavmaksimaleeffekttap(tunglast)[kr/kWår]

DPMax Maksimaleeffekttap(tunglast)[kW]

DP(t) Effekttapitidspunktt[kW]

Førsteleddettarforsegeffektdimensjonogdenandreleddettarforsegenergidimensjonen.Formelenkanformulerastogforenklastsliksomformel.

𝐾LMN = 𝑘NTUV×∆𝑃WMR

𝑘NTUV = 𝑘H +𝑘STUV×𝑇F

kwekv Ekvivalentårskostnadavenergitap [kr/kWh]

kpekv Ekvivalenttapskostnadrefererttapetsårsmaksimum [kr/kWhår]

Tt Brukstidfortap [timer/år]

Formlaneoversattsamanslik:

𝐾LMN = (𝑘H +𝑘STUV×𝑇F)×∆𝑃WMR

47

Fortransformatorensindelerdettoforskjelligetypartap.Itidligarekapittelvartdessetapabeskrive.Imellombelserbrukstidafordesse8489timar/årfortomgangstap,somerdentidakraftverketeridrift.Belastningstapabrukerivårttilfelleeinbrukstidsomegendefinertutfråvarigheitskurve.

𝐾FYF = 𝐾(Z[) +𝐾(\T)

𝐾FYF = ∆𝑃][×𝐾NTUV,][ +𝑃@×𝐾NTUV,\T

KTap Samlandetapskostnader [kr/kW]

DPcu Transformatorensbelastningstap [kW]

Kpekv,cu Ekvivalentkostnadavbelastningstap [kr/kW]

P0 Transformatorenstomgangstap [kW]

Kpekv,Fe Ekvivalentkostnadavbelastningstap [kr/kW]

Forbelastningstapsindelerdengenerelleutrekningaslik:

∆𝑃][ = 𝐾9×𝑆<×𝑒_

100

DPcu Belastningstap [kVA]

K Belastningsgrad

SN Transformatoryting [kVA]

er Kortslutningsspenningen [%]

[32,pp.5-27]

48

DenberekningaSINTEFtekforseg,baserarsegpåtypiskeverdiar.Variabelenersomrepresentererbelastningstapettiltransformatoren.Sidandenneerveldigavhengigavtemperatureniviklingane,vildenneforandresegvedulikbelastning.Utrekninganeforåfinnebelastningstapakanhellergjerastpåeinannanmåte.Vedåbruketestprotokollartilliknandetransformatorer,kandettegjeossca.verdiar.Dessetestanegjerastundergjevneføresetnadarsomtemperatur,kjølingogandreforhold.Basertpådesseføresetnadarkanerutreknastvedulikbelastning.Determellombelsfleirevariablarsompåverkarbelastningstapaitemperaturenpåviklingane.

• Temperaturiluftaogkorgodsirkuleringavluftaerderdenstår.• Treigheititemperaturtilisolasjonen(GSU,epoxyharpiks)• Eksternkjøling(vatn,vifte)

Utrekningavbelastningstapameddessevariablaneereinsærskompleksogsamansettmetodesomkrevjarmeiromfattandemålingarsomviikkjeharmoglegheittilågjennomføre.Iutrekninganevåratekviderforberreomsyntilmotstandsmålingarogoppgjevneverknadsgradersomrepresenteratemperatureniviklinganevedulikbelastning.

Medutgangspunktivarigheitskurvakanvifinnebrukstidogbelastningstapieitgjevedriftspunkt.Vedåsamanliknebelastningstapatiltransformatorideiulikedriftspunktakanvirekneossframtilsuminnteningavdifferansenvedåbrukefølgjandeformelsomeitutgangspunkt:


49

3.15.2 SkattarVasskraftnæringaeromfattaavskattelovgivingamedstrengeskattarogavgifter.Deipliktaråskatteavordinærinntekt,formue,særskattarsomnaturressursskatt,grunnrenteskattogeigedomsskattforågjeskatteinntekttilbaketilfellesskapet.Itilleggforkraftverkovereinvissstorleikmåeinogsåbetalekonsesjonsavgiftogkonsesjonskraft.

3.15.2.1 AlminneleginntektsskattAlminneleginntektsskattereinskattsombereknasforpersonarogselskap.Skattenskalbereknasfråinntektersomervunnevedarbeid,kapitalogverksemdetterfråtrekkaertrektifrå.Skattengjeldogsåfornybarproduksjonavkraftslikdengjerforandreselskap.

Satsenforalminneleginntektvarti2017redusertfrå25%til24%.[33]

3.15.2.2 NaturressursskattAllekraftverksomhargeneratorarmedpåstemplamerkeytingover10MVAerpliktigtilåbetalenaturressursskatt.Skattenkjeminnsomeitleddforutnyttingavfellesnaturressursar.Eigararskalbetaledennetiltilhørandekommuneogfylkemedhøvesvis1,1øre/kWhtilkommuneog0,2øre/kWhtilfylket.

Skattesatsenbereknassomeinsjuandedelavdentotaleproduksjonenavdetenkeltekraftverketprodusereriinntektsåretogdeiseksføregåandeåra.Naturressursgjevikkjefrådragialminneleginntekt,hellerikkjeigrunnrenteinntekt.Naturressurskattenkaneintrekkjefråidenfastslåtteskattentilstatenavalminneleginntekt.Slikblirskattenikkjeeinekstrabelastningforskatteytar,mensikraratkommuneogfylkefårsitt.[34][35]

3.15.2.3 EigedomsskattEigedomsskatternormaltsetteinskattsomeinskalbetaleutfråtakstmessigverdianslagpåeigedomen,menvedvasskraftblirfastsettfråfaktiskproduksjonogmarknadsprisenpåkrafta.Eigedomsskattenereinkommunalskattogblirfastsettavdenenkeltekommunekraftverkethøyrartil.

Vedåmultipliseregjennomsnittetavspotmarknadsprisenpr.timedeifemsisteåraforregionen,multiplisertmedkraftverketstotaleprodusertemengde,finneinverdiensomeinskalrekneeigedomsskattenutfrå.Omdetereitnystartakraftverksomikkjeharvoreidriftogprodusertimindreennfemår,blirgjennomsnittetavdesseåratilgrunn.

Forsmåkraftverkreknastskattenutfråeinsatspå0,2-0,7%avanleggetsverdiminusavskrivingar.[36]

50

3.15.2.4 GrunnrenteskattGrunnrenteskattenereinskattsomoppstårvedutnyttingavfellesnaturressursar.Skattenomfattarallekraftverkmedytingpå10MVAellerstørre.Grunnrenteskattenereindelvisoverskotsuavhengigskattknytttilproduksjonavelektriskkraft.Summenavskattenerproduksjonenavdetenkeltekraftverketsproduksjontimefortime,multiplisertmedspotprisen.

Sjølvegrunnrenteskattentrekkastfråbereknanettogrunnrenteinntektsomigjenereitresultatavdenbereknainntektaminusdriftskostnadarisambandmedkraftproduksjonen,avskrivingarogeinbereknafri-inntekt.Satsenpågrunnrenteskattenvarti2017aukafrå33%til34,3%.[34][35]

3.15.2.5 UtfordringarVasskraftnæringaerpregaavlågekraftprisarogerunderhardtskattepress.Norgehartatteittydelegstandpunktomatnæringailandetvårtskalbligrønareogatviskalsatsemeirpåfornybarproduksjonavelektriskkraft.Kraftnæringasynesatdeterfeilatstatensamtidigoppmodartilåsatsefornybartsamstundessomdeiskattarnæringahardt.Detteresulteraiatmangeselskapventermedrehabilitering,ogplanlagdeprosjektblirentenskrinlagtellersettpåvent.

51

4 MetodeforvalavkomponentarIdettekapittelettekviforossmetodanesomviharbrukttilvalavkomponentar.Viserpåkriterier,utrekningarogvanlegeretningslinjerNVEbrukar.

4.1 ValavrøyrNyttinnløpsrøyrvilhaeinnyinnvendigdiameterpå800mm,motdengamlepå700mm.Desseforandringanevilgjeeinpåverknadpådentotaleverknadsgradenivassvegen.Medvassvegenmeinastdetheilevassvegeninklusiverøyrgateogtrykktunnel.Ividareutrekningavdentotaleverknadsgradenikraftverketvilvitautgangspunktivassvegenslikdeneridag.Dettefordiatdetteerkjendetalogvivilsleppeåestimerekvadennyeverknadsgradenforvassvegenblir.Detopplysastatiutrekningaavverknadsgradenforvassvegenharviberretattomsyntilfriksjonstapa.Grunnentildeteratdennefaktorenstørstgradpåverkardentotaleverknadsgraden.Deiandrefaktoranevilpåverkatapanokograd,menpågrunnavtidharvivaltåsjåbortfrådei.

Figur21:Planlangtnytraséforinnløpsrøyret.

52

Tabell2:Føresetnadforfriksjonstapivassvegen.

Diameter/tverrsnittmm Hydrauliskradius Lengde Manning/ruheit

Rør5 1300 0,325 132 79,4/0,9

Rør4 1200 0,3 140 79,7/0,9

Rør3 1100 0,275 322 80,1/0,9

Rør2 1000 0,25 128 80,6/0,9

Rør1 700 0,175 24 /0,9

T-Tunnel 0,622 1111 30,6/240

Ivåreutrekningaravverknadsgradentilvassvegenharvitattomsyntilfriksjonstapavedforskjelligevassføringar.UtrekninganehartattutgangspunktiDarcy-Weisbachs-ogManning´sformel.

4.2 ValavkuleventilIHardelandSmåkraftverkerdeteibruttofallhøgdepå322,85meterogveddennefallhøgdaanbefalaNVEeinkuleventil.

ItotalpakkensomRainpowersendteossisitttilbod,fikkvitilsendteitforslagtilkuleventilavtypeDN800PN40somerprodusertoglevertfråBrødreneDahl.DN800PN40fortelossatdeterenventilmedsylindriskinnvendigdiameterpå800mmogtolereittrykkpå40bar.

Figur22:Bileteavturbinogkuleventil(blå).[37]

53

VitokkontaktmedBrødreneDahlomkvasomlågtilbakgrunnfordeiravalavtypeventilogstorleik.Deimeinteatkuleventilenskulleværeeitgodtvalforeitkraftverkmedvåreføresetnadar.Deipresiserteatvalavkuleventilframforeindreiespjeldventilikkjehareineksaktformel.Deiraerfaringeratutbyggjaretenkarulikt,menatdetofteereitskiljepårundt400metervassøyle.Sylinderogloddbereknardeiforopning/lukkingmedsikkerheitsmarginpå1,5normtrykk.Anbefaltmaksimalvasshastigheitgjennomkuleventileneropptil7-8m/s.Iformelunderharvireknautnyvasshastigheitgjennomventiloginnløypsrøyr.

𝑉 =𝑄𝐴 =

𝑄𝑟9 ∗ 𝜋 =

3,60,49 ∗ 𝜋 = 7,16𝑚/𝑠

Figur23:RøyrbrotsventilDN800PN40

Kuleventilenerutstyrtmedeiblendesomereintypeflaskehalssomavgrensaroljestraumengjennomsystemetnårventilenstenger.Dettegjertilatventilenikkjestengermomentantogikkjeskaparfarligtrykkstigningsomkanforårsakebrotirøyrsystemet.Denneerkoplaoppmothydraulikkanlegget.[7,p.79]

54

4.3 MetodeforturbinNåreinskalbestemmehydrauliskutformingogdimensjoneringavturbin,brukareinredusertestørrelsar.Redusertestørrelsarerdeinaturgjevneparameterane;fallhøgdeogvassføring.Meddesse,samteitvalavturtalkanvibyrjepåeisystematiskframgangforutviklingavvassturbinen.UtrekningarifølgjandekapittelbaserarsegpåNVEsineformlarfråKvalitetssikringavsmåvannturbiner[8].

Gjennomoppgåvaharviogsåhattkontaktmedleverandør.LeverandørenforturbinsomviharværtikontaktmederRainpowerAS.Hervilvigjereeigneutrekningarogsjekkedesseoppmotanbefalingarfråleverandør.

4.3.1 Eigneutrekningar4.3.1.1 NatureffektNatureffekterdeneffekteneinmaksimaltkannytte.Foråfåeinoptimalomsetningavnatureffektenønskereinatheilevassføringablirnyttaogatdetgjevneturtallarløpehjulnyttemestmoglegavtilgjengelegeffekt.

𝑃 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝑄• ∗ 𝐻𝑛∗

𝜌 Massetettheitatilvatnet [kg/m3]

g Tyngdekraft [m/s2]

𝑄• Maksimalvassføring [m3/s]

Hn Nettofallhøgde [m]

Maksimalvassføringleggereinsomregelpå1,5–2gangarhøgareennmiddelvassføringa.

Vihareimiddelvassføringpå2,133m3/sogtekutgangspunktieimaksimalvassføringpå3,55m3/s(1,6–1,7gangarstørreennmiddelvassføringa)forutrekningaavturbinen.Fallhøgdavibrukar,311m,eroppgjevenfråoppdragsgjevar.

𝑃 = 1000 ∗ 9,82 ∗ 3,55 ∗ 311 = 10,8𝑀𝑊

Aktuellturbinvilipraksisikkjekunneoppnådenneeffekten.Einmåreknemeddiversetapogverknadsgrader.

55

Fartstalsomvisågpåikapittelomteoribaserarsegpåeiberekningavturbinenskapasitet,samtredusertvinkelhastigheit.Genereltnyttasdeteistjerne(*)påsymbolforåmarkereatdetersnakkombestedriftspunkt.Einstrekundersymbolettydaratdetersnakkomredusertestørrelsar.Vitekogsåutgangspunktiatstørstepådragsgradergjevenvedk=1,4.

Forordensskuldvilviogsåpåpeikeforskjellenmellom 𝑄• (Q-prikk)og 𝑄∗ (Q-stjerne)forvassføring,derQ-prikkermaksimalvassføringogQ-stjerneervassføringibestedriftspunkt.

4.3.1.2 Fartstal

Ω∗ = 𝜔∗ ∗ 𝑄∗

𝑄∗ = o∗

9∗p∗ qr∗ Berekningavturbinenskapasitet: [m2]

𝜔∗ = s∗∗t9∗p∗ qr∗

Redusertvinkelhastigheit: [m-1]

n Turtal [rpm]

Ω∗ = ω∗ ∗ Q∗ =𝜋 ∗ n∗

30 ∗ 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t∗

∗ Q∗

2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t∗

=𝜋 ∗ 600

30 ∗ 2 ∗ 9,82 ∗ 3112,54

2 ∗ 9,82 ∗ 311= 0,804 ∗ 0,180 = 0,145

56

4.3.1.3 RevideringavturtalSomvistiteorigjeveitfartstalpå0,145Peltonsomvalavturbin.Detvarhertatteitutgangspunktiturtalpå600.Noønskerviåsjekkeomdetteereitgunstigturtalvedbrukavseksstråler.Foratvaletskalværegunstigburdeturtaletiformelenunderliggeover600rpm.Kjemeinheroverdetnestesynkroneturtal,f.eks.750rpm,vildetsvaresegågåoppiturtal.

𝑛 ≤ 𝜔 ∗ 30 ∗ 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t

∗

𝜋

Mellomrekning:

Teoretisksettanslåreinatstørstefartstalpr.stråleeinkanoppnåer0,07.

For6strålervildetteoretiskoppnåeligefartstaletdermedsjåslikut:

Ω∗ = 0,07 ∗ 6 = 0,17

Dettetalettarvimedossvidaretilutrekningavnyredusertvinkelhastigheit:

𝜔 = 0,17 ∗ 6

𝑄∗= 0,17 ∗ 60,180

= 0,98

Mednyverdikanvigåtilbaketilformelforvurderingavturtal.

𝑛 ≤ 𝜔 ∗ 30 ∗ 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t

∗

𝜋 = 731𝑟𝑝𝑚

Sidanviskalfølgenettfrekvenspå50Hzmåturtaletværesynkront.Tabell3pånestesidevisersynkroneturtalopptil1000.Tabellenerlagamedomsynpåformelen:

𝑛 = 60 ∗ 𝐻𝑧

𝑝

derperpolpar.

57

Tabell3:Visernokreavdeisynkroneturtalaeinkanha.

Polpar[p] Turtal[n]3 10004 7505 6006 500

Someinserpåvurderingavturtalervinærme750.Dettekunnehaværteitaktueltturtal,menhamnerpåfeilsideavulikskapsteiknet,somkangjeaukafareforskadepåkjenningar.Dermedervaletavturtalsomvigårvidaremed,600rpm.

4.3.1.4 VerknadsgradMedbekreftelsepåateitturtalpå600erriktig,kanvigåvidaremedutrekningane.Noskalvisjåpåeffektensomturbinenfaktiskkanlevere,altsådensåkallaturbineffekten.Iformelenforturbineffekttrengerviturbinensverknadsgrad.Hertekviutgangspunktidenteoretiskeverknadsgradaidesignpunktet.

Turbinverknadsgradidesignpunkt: hF∗

hF∗ = hy

∗ ∗ hW∗

hy∗ Hydrauliskverknadsgrad (0,92)

hW∗ Mekaniskverknadsgrad (0,98)

hF∗ = 0,92 ∗ 0,98 = 0,90

4.3.1.5 Turbineffekt:

𝑃F∗ = hF∗ ∗ 𝑃 = hF

∗ ∗ 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝑄∗ ∗ 𝐻𝑛 =∗ 0,90 ∗ 1000 ∗ 9,82 ∗ 2,54 ∗ 311 = 6,98𝑀𝑊

𝑄∗ Vassføringibestedriftspunkt= o•

U•= z,{{

J,|= 2,54 [m3/s]

58

4.3.1.6 DimensjonarVidareforåbereknefysiskedimensjonaravløpehjulogdyse,trengervinokreredusertestørrelsar.

Redusertvassføringvedfulltpådrag:

𝑄• =𝑄•

2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t∗

= 3,55

2 ∗ 9,82 ∗ 311= 0,0454𝑚9

Redusertvassføringpr.stråleblirderfor:

𝑄•

6 = 0,00756𝑚9

Redusertutløpshastigheitfrådysene:

𝑐J∗ =𝑐J∗

2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t∗

= 𝜑 ∗ 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t

∗

2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻t∗

= 𝜑

janslåasttil0,98.

Reknarnoutvasstrålensdiameter, 𝑑�• ,gjevenvedfullvassføring.Dennestørrelsenbrukast

tilårekneutdimensjonarpåløpehjul.

𝑑�• =

𝑄• ∗ 46 ∗ 𝜋 ∗ 𝑐J∗

= 0,0992𝑚 = 99,2𝑚𝑚

Dysediameter:𝑑�

𝑑� = 1,3 ∗ 𝑑�• = 128𝑚𝑚

Løpehjuletsdiameter:𝐷y�[�

ω∗ ∗ 𝐷y�[� = 2 ∗ 𝑢J∗

59

Snurformelenogtekutgangspunktiat 𝑢J∗ =

]�∗

9= @,��

9= 0,49

𝐷y�[� =2 ∗ 𝑢J

∗

ω∗= 1,219𝑚 = 1219𝑚𝑚

Skovlstørrelse:

Deterulikekonstantarmanskalbruke,altettertaldyser,vedutrekningavbreiddapåeinskovl.Ved6dyseropplyserNVEateinskalbrukeeinkonstantpå3,4.

Breiddapåskovlblirdå:

𝐵�UYV� = 3,4 ∗ 𝑑�• = 337𝑚𝑚

Lengdapåskovl:

𝐿 = 2,5 ∗ 𝑑�• = 248𝑚𝑚

Størrelsarirommet(x,y,z):

𝑥 = 1,1 ∗ 𝑑�• = 109𝑚𝑚

𝑦 = 1,6 ∗ 𝑑�• = 158𝑚𝑚

𝑧 = 1,2 ∗ 𝑑�• = 119𝑚𝑚

Ofteleggermaninneitslingringsmonnpånokrefåmmpåbreidda,lengdaogx-retningtilskovlen.Skovlbreiddaskalderforliggemellom:337-339mm,lengdamellom:248-250mmogx-retningmellom:109-111mm.

Figur24:Viserkordeiforskjelligedimensjonanetilskovlenhøyrertil.

60

Turbinhus:

NVEhareinempiriskformelfordiameterenpåturbinhusforvertikaleturbinarsomerslik:

𝐷q = 𝐷y�[� + 𝐾𝐵�UYV� = 4252𝑚𝑚

Keravhengigavtalstrålereinhar.NVEopplyseratdenneskalvære:8<K<9IformeloverharvibruktK=9foråsikreossmotatviikkjeunderestimerastørrelsen.

Turbinenshøgdeoverundervatn

Somvistiteoriompåside16,skalløpehjuletliggeeivisshøgdeoverundervatnetsvasspeil,someitminimum.

Vifårdermedfølgjande:

ℎ ≥ 3,5 ∗ 𝐵�UYV� = 1180𝑚𝑚

Eiannatilnærmingpådetteeratløpehjuletskalliggeovervasspeilmedeihøgdetilnærmalikløpehjulsdiameteren𝐷y�[�.Sidandenneavstandenerlittstørre(1219mmkontra1180mm)brukarvidennesomreferanseforhøgdatilløpehjulovervasspeil.Manmåværeoppmerksampåatdenneavstandeneranbefaltminimumsavstand.

Talskovler

Somnemnttidlegareliggertalskovlermellom15og40.Deternormaltatdetteerleverandøravhengig,dådeihargjorteigneerfaringaroverfleireår.Deterutledanokreformlarforeitilnærmingpådette,mendetstillaststorusikkerheittilnøyaktigheitatildesseformlane.Detsomgårigjeniformlaneerdiameterpåløpehjul.Pågrunnavdenneusikkerheitavelviåikkjegåinnpåeitspesifikttal,menanslårtalskovlermellom18–23medomsynpådiametertilløpehjulet.

61

4.3.1.7 SamanlikningmedleverandørItabellenundersamanliknarvivåreresultatmedleverandørensspesifikasjonforturbin.Mindreforskjellarherskuldastsannsynlegvispåmindreforskjellariparameterar.

Tabell4:Visersvarfråeigneutrekningarsamanliknamedleverandørsinemål.

Eigneutrekningar* Leverandør**Typeturbin,funneavnaturgjevneparametrar Pelton PeltonTurtal 600 600Taldyser 6 6 Løpehjuletsdiameter 1219mm 1225mmTalskovler 18-23stk 21stkSkovlasbreidde 337mm 334mmSkovlaslengde 248mm -Dysediameter 128mm 119mmVasstrålensdiameter 99,2mm -Turbinhusetsdiameter 4252mm 3950mmHøgdefråvasspeiltilløpehjul 1219mm 1650mm

*Viharbruktfølgjandeparametrarpåeigneutrekningar: Nettofallhøgde=311m Vassføring=3,55m3/s

**Leverandørharbruktfølgjandeparametrar:Vedleggfrålevernadørerivedlegg3. Nettofallhøgde=314m Vassføring=3,55m3/s

Someinseritabelloverkomviganskeliktutsomleverandør.Dettyderpåatvåreutrekningarsamsvarermedeitreelttilbodeinleverandørgjernekunnehalevert.

62

4.4 MetodeforvalavgeneratorInformasjonenidettekapitteleterhentafrådokumentmottekefråindarsomeinfinnivedlegg1.ViharvalteingeneratorlevertavIndar,somereindelavIngeteam.Generatorensomtidligarenemntereinsynkrongeneratorsomleverereinaktiveffektpå9,7MWogeintilsynelatandeeffektpå10,82MVA.Denhareiklemmespenningpå6600V.Generatorensfrekvenser50HzsidandetteernettfrekvenseniNoreg.

Turtalettilgeneratorener600rpm.Vibleianbefalteingeneratormedturtalpåikkjemeir1000rpmistadenforeinpå1500-3000rpm.Dettepågrunnavatgeneratorenharsåstormasseatdenvedhøgtturtalvilmåttemotståsværtstorekrefter.Foråunngåatgeneratorenvårblirutsattforaltforstorekreftersåharvisenkaturtalettil600rpm.Deterogsåturbinavhengigkvaturtaletblir.Medeitturtalpå600rpmvilgeneratorenhafempolpar.

Generatorenerluftkjølt,ogkjølingaeravtypenIC-01.IC-01vilseiatdenhareiviftemontertpåakslingensomblåserluftgjennomgeneratorensomkjølergeneratoren.Generatoreneravopentype,medeinIP-gradpåIP23.Detførstetaletbetyratgeneratorenerbygdslikatfastegjenstandarstørreenn12,5mmikkjekantrengeinn,ogdetandretaletbetyratdenkanmotståinntrengingavregn-ogdusj-vatnsomkjemmotkapslingaieinvinkelmindreenn60°vertikaltavkapslinga.GeneratorenviharvaltereinvertikalgeneratormedtypenemningIM-4011.

Generatorenhareivektpå37tonnoggeneratorakslingpå1624kg.Denhareittråleiksmomentpå10788kp/m².Densylinderformageneratorakslingenhareilengdepå950mmogeindiameterpå300mm.Denharmoglegheitforkontinuerlegdrift,medtypenemningS1.GeneratorensomviharfåttanbefalthareinisolasjonavklasseF,nokosombetyratdenkandriftastoppmoteintemperaturpå155°C.Medeibelastningpå100%ogeincosϕ=1såhargeneratorenverknadsgradpå97,83%,somerdenbesteverknadsgradadukanfåmeddennegeneratoren.Ruseturtalettilgeneratorener1800rpmimindreenn30min.

SensoranesomblirbrukttilåovervaketemperaturentilgeneratoreneravtypenPT-100element.Denharoljekjølarar,medvarmevekslaravtypenolje/vann,foråkjøleoljasomerilageraogbrukerPT-100elementtilåovervaketemperaturentilolja.

63

4.5 MetodeforvalavkontrollanleggInformasjonenidettekapitteleterhentaifråHymatekASogFIKS.TurbinregulatorenervaltpågrunnavatviliggermotøvregrensetilsmåkraftverkogFIKSanbefalaeinfullturbinregulatoridessetilfelle.Einfårogsåraskarereguleringmedeinturbinregulatorogaggregatetblirdåmeirstabilt.

ViharrådførtossmedHymatekogEnergiteknikk,ogvifekkanbefalteinturbinregulatoravtypenHymareg10,dådenneoppfyllerallekravaviharidenneoppgåvamedtankepåmoglegheitforåkunnekjørekraftverketiøydrift.Denharogsåmoglegheitforekstratilleggsfunksjonervissdetteerønskelegiframtida.

Regulatorenharogsåfunksjonerforautomatiskoppdagingavnettsituasjon.Visskraftverketmisternett-tilknytingasåkandenautomatiskgåoveriannadriftsmodus,somforeksempelspenningstilførselfråeksterntdieselaggregat.

64

4.6 Metodeforvalavapparatanlegg

4.6.1 Transformator4.6.1.1 ValogdimensjoneringskriteriaDeterviktigattransformatorenoppfyllerkravasomnettetkrev.Transformatorenmåværetilpassagenerator-ogleveringsspenning,6,6/22kV.Forlågutgangsspenningvilsørgeforstørretapogstørrebelastningsstraumsomreduseralevetidapåkabelen.Forhøgutgangsspenningkanføretilgjennomslagogkortslutningavkablaneelleroverslagmellomfasanepåbrytarane.Dettekanentenføretilakutteskaderpåkabelogutstyrellerkanværestartenpånedbrytingavisolasjon.

Nårdetgjeldtapharvivaltåoverdimensjoneremellom15-20%.Dettepågrunnavkjøreprofilenmedhøglastismelteperiodanevår,sommaroghaustmedmykjenedbøroghøgomgjevnadstemperatur.Dettevilivårttilfelleblieinoverkapasitetpå16,75%ogfåreituttakpå83,25%avtransformatorenskapasitetvedfullast.Vissvigårutifråeffektformel(𝑃 = 3 ∗ 𝑅 ∗𝐼9)ertapakvadratiske.Belastningstapaerdå0,8325x0,8325=0,693%somgjevosseinbetrakteligreduksjonibelastningstap.Temperatureniviklinganeblirlågareogresulteraatdentekniskelevetidaforlengast.

4.6.1.2 PlasseringTransformatorenerplanlagdåståinnandørsismåkraftverket.Kravtilplasseringogluftkvaliteternokoeinmåhugsepådåeinvilhaeinbestmoglegverknadsgrad,levetidoghaeintryggrømmingsveg.Viharvaltåplasseretransformatorenieitavhjørnaibyggetslikatvihartoveggarmedmoglegheitforlufttilførsel.

65

4.6.1.3 KoplingavtransformatorenTransformatorarknytttilgenereringavkrafteroftekoplastjerne-trekant(Y-Δ)medgruppesiffer11.EislikkoplingmedY-viklingfrigjernøytralpunktetpåprimærsidatiltransformatoren.Primærsidapåtransformatorenvildåledestraumtiljordgjennomsittnøytralpunktogeinspole(spolejordanett),sjåfigurpånesteside.Sekundærviklinga(Δ)harikkjemoglegheittilåledestraumtiljorddådenikkjehartilgangtilnøytralpunktet.Vifårdåeinisolasjon(galvaniskskilje)derdetnestenikkjeerelektriskkontaktmellomdeitoviklingane(energienbliroverførtmedmagnetisme).

Mellombelserdetkapasitansarmellomprimær-ogsekundærviklingpåtransformatorensomlikevelgjeratspenninganepåverkarkvarandreimindregrad.KondensatorerskalmonterastpåΔ-viklingaforåkompensereforverknadenaveinjordfeilpåY-sida.

DeterogsåandreviktigegrunnaratdetkanværebestmedY-Δkoplatransformator.Foråundertrykketredje-harmoniskefrekvensar,skaptavkraftelektronikkentilgeneratoren,samthindreovermettingavtransformatoriåoverførasttildistribusjonsnettetogskapaforstyrringarbrukareineitgalvaniskskilje.

Eitgalvaniskskiljesørgaforatgeneratorenblirisolertfråskeivbelastning,jordfeilstraumarognull-sekvensstraumar,somkanøydeleggegeneratoren.Detgalvaniskeskiljethindrarnemntepunktaromdetskulleværeimotsetttilfelle.Dettegalvaniskeskiljetmogleggjereinskikkeligkoordineringavverneinnretningarsomereinsværtviktigdelavdesignvurderingnårviskaltavalomtransformator.

[38]

Transformatorenskalutstyrastmedoverspenningsavleiararmellomkvarfaseogjordpåhøgspenningssidaforekstrabeskyttelse.EttersamtalemedEtneE-Lagfekkviopplystomatviikkjetrengdespoletilnett,dådetallereievareinfråfør.Dettebetyratvikanerstattespolentiltransformatorenvårmedeinoverspenningsavleiar.Avleiarmådimensjonerasteingoddellågareenntransformatorensisolasjonsnivå.

66

Figur25:Koplingavgeneratorogtransformatoren.[6,p.62]

Figur26:Viserforenklaeinlinjeskjemaavtransformatormedoverspenningsavleiarar.

Avleiararkoplapåprimærsidasnøytralpunktogmellomallefasarogjordpåsekundærsida.

Koplingsgruppesifferangirfaseforskyvingapåsekundærsidaiforholdtilprimærsida.Vifinnerdennevedåbrukeprimærsidasomreferanse.FaseAfrådenindusertespenningafråhøgspenningsidablirlagtmottime0eller12.

Figur27:TransformatorkoplingYNd11,EspenAar

67

4.6.1.4 MoglegeløysningarVedvalavtransformatorharvibruktABB.Deiereinavdeiledandeaktøranepåmarknadenoginneharlangfartstidmedproduksjonavtransformatorerogannautsyrtilkraftnettet.

Ettereindialogmeddei,komviframtiltotypartransformatorarsomkunneværeaktueltforvårtproduksjonsmønster.Liquid-FilledgeneratorStepupTransformer12MVAogeinDryTypeCAST-COILTransformerhiT-PLUSS12MVA.Vidareskalvitaforossdeiulikeløysninganeoggånærmareidetaljkvabruksområdedeihar.

TransformatoraneskaloppfyllekravisamsvarmedIEC-60076-1.

Allinformasjonsomomhandlartransformator,brytaranleggogtilhøyrandekomponentarerhentafråABBsineheimesider:[39][40][41][42][43][44][45][46][47]

AlternativA:DryTypeCAST-COILTransformerhiT-PLUSS,12MVA

AvtørrtransformatorarharvisettpåtypenDryTypeCAST-COILTransformerhiT-PLUSS.Detteereintypeepoxyharpiks-isolertkompakttransformatorderviklinganeerstøypteiepoxyharpiks(eintypeplastmasse)somisolasjonsmedium.Medviklingarsomerstøyptinniisolasjonengjerdetattransformatorenermindreutsattforfuktogstøv,ogresultererattransformatorenernestenvedlikehaldsfri.Dennetypetransformatoregnarsegderforgodttilområdermedforureiningogplassarmedstørrekravtiltryggleiksomfabrikker,tunnelarogkraftverkinneifjellet.

Transformatorenerrelativtnyiforholdtildentradisjonelleoljefyltetransformatorensjølvomdenharværtpåmarknadeneindelår.

Figur28:Oppbyggingogskisseaveintørrtransformator

68

DryTypeCAST-COILTransformerhi-TPlussereinoppgraderingavforgjengarenmedoppgradertisolasjonsnivå(klasseH).Dettegjevdenaukamoglegheittilåkjørepåhøgaretemperaturogoverlastkapasitetutanpåverknadpålevetidaavisolasjonen.

Dettegjeveitproduktsomsikrarredusertforureining,brannfareogsomtilfredstillarstrengeelektriskesystemkravogfunksjonivær-utsetteområder.

ABBopplysapåheimesidadeiraatABBhi-TPluserdetbestevaletfornettmedharmoniskforvrenging,lasttoppar,plutseligeoverlastarograskeforandringaravomgivandetemperaturar.Denneeridagsettpåsomdenmestpålitelegeeiningaieitnettsystem.

Tabell5:DataforDryTypeCAST-COILTransformerhiT-PLUSS

NominelleffektIsolasjonTemperaturklasseKjølingTilbehørVektorgruppeSpenningsnivåImpedans,ZkTomgangstapBelastingstapved75°CPristransformatorPriskjølevifter

12MVAEpoxyH/HANAFYnd1122000V/6600V8,517400W45000WNOK1450000,-NOK30000,-

Kjøling

Transformatorenkanleverastmednaturlegkjøling(AN)ellermedforsertkjølingmedhjelpavvifter(ANAF).Forsertkjølingmedhjelpavviftergjeveinmoglegheitforåbelastetransformatoren25%ekstra.Iperiodarmedstørretilsigavvatnsomgjevperiodeviselasttopparvilviftenekunnekjøleoggjetransformatorenbetreverknadsgrad.

69

AlternativB:Liquid-FilledgeneratorStepupTransformer(GSU);3PH

Ereinmineralfyltoljetransformatorsomerbygdforkraftgenereringikontinuerligdriftmedekstremetermiskeoverlaster.Viklinganeogkjernenersenkanedieintransformatorkassemedoljesomharhovudoppgåvetilåkjøleogisolere.Itilleggerviklinganebeskyttamedeitpapirlagsomogsåisolerer.Deterviktigatoljaeraveinvisskvalitetmeddielektriskstyrke,termiskkonduktivitetogkjemiskstabil.

Figur29:Illustrasjonsbilde,liquidfilledsmallpowertransformer

Tabell6:DataforGSUtransformator.

NominelleffektIsolasjonsvæskeTemperaturklasseKjølingTankkonstruksjonVektorgruppeSpenningsnivåImpedans,ZkTomgangstapBelastingstapved75°CPristransformatorKjøleribberogkonservatorettermonteringOljegruve

12MVAMineraloljeAONANRadiator,KonservatorYnd1122000/6600V9,58500W73800WNOK1200000,-NOK105000,-NOK100000,-

70

4.6.1.5 ValavtransformatorNåreinveltransformatortilproduksjonavelektriskkrafterdetviktigåomsyntilaltsomkanpåverkeverknadsgradoglevealder.Samtidigspelarhelse,miljøogsikkerheitogsåinn.Deterviktigattransformatorenerdriftssikkerogiminstmogleggradpåverkardeinemndepunktaovanforomdetskulleoppståfeilellerkortslutning.

Oljefyltellerepoxyharpiks-isolert?

Hovudspørsmåleterkvaviskalvektleggemestnårviskaltavalavtransformatortildetnyesmåkraftverket.Erdetomgjevnadenrundtkraftverketognedstrømsellererdetdrifstryggleikogøkonomi?Viskaliløpetavdettekapitteletsjånærmareinnpådeitoalternativaomkvaslagstypetransformatorsomibestmogleggradoppfyllerkravasomerstilt.Viskalogsåidettekapitteletbaserevaletutifrådentotalekostnadendettevilpåføreoss.

FordelerDrytypeCAST-COILhiT-Pluss

Detteereintransformatormedhøgpålitelegheitogmedredusertfareforforureiningavomgjevnaden.Installasjonskostnadanefordennetypetransformatorerlågareennveddenvæskefylte.

Sidandenikkjeinneheldvæske,harikkjetransformatorenvedlikehaldskostnadarsomregenereringavoljeogtørkingavisolasjon.Lågbrennbarheitogsjølvslukkandeevnegjerattransformatorenikkjekrevoljegruve.Sålengevegganeikkjeeravbrennbaremateriale,stillesdetingenkravforavstandtilveggomeinharoppfyltbrannkravF1.

Åtskiltefasargjeratdeterenklarevisueltåsjåfeil,samtenklareåkommetilgjeratvedlikehaldsarbeidetblirlettare.Dentjukkeisolasjonenogluftavstandenmellomfasanegjevdeneinstortermisktreigheitoggodkortslutningsmotstand.Luftavstandenmellomkvaravfasane,samtmoglegheitmedkjøleviftergjeveinstørreogbillegarekjøleevneiforholdtilandretyparomformarar.

71

FordelerLiquid-FilledgeneratorStepupTransformer(GSU);3PH

Væskefyltetransformatoreravtypemineraloljehardenfordelenatdeierblittbruktiover100år.Dennefordelengjeratdenermeirstandardisertiforholdtildenepoxyharpiks-isolerte.Dettemedførerattransformatorenerbillegareogatprodusentarinneheldmeirkunnskapsomkansikrebetredriftstryggleikfoross.

Støynivåeterveddennetransformatorenlågareennveddenepoxyharpiks-isolerte.Dettevilikkjeblivektlagtdåtransformatorskalplasserastinnandørs.Samanliknamedstøynivåetfråturbinen,erstøyfråtransformatorminimal.

Oljesomisolasjonharitilleggtileingodisolasjonsevneogeingodkjøleevne.Detteergunstigdådettegjevlågaredriftstemperatur,lågarebelastningstapoglengrelevetid.Tomgangstapaerogsålågareveddennetypetransformator.Ettersamtalarmedrettleiarerdennetransformatoreneitgodtvalomviskalvektleggedriftssikkerheita,ogerdenøkonomiskebesteløysninga.

72

4.6.2 Måletransformator4.6.2.1 Spenningstransformator4.6.2.1.1 Kravogdimensjonering-kriteriaIStatnettsinFunksjonskraviKraftsystemetstårdetattransformatorenerbereknafornettmedisolertellerdirektejordanøytralpunkt.Dettekanlikevelmonterastpåanleggetvårt(spolejordanett)omspenningstransformatoraneutstyrastmeddempemotstandijordfeilviklinga,dvs.opendeltavikling.Dettebetyripraksisattransformatorenmåutsyrastmedtosekundærviklingar.Eiviklingsamanmedvoltmetersomutgjermålekretsenogjordfeilviklingsomjordfeilvernetkoplastpå.

Pålitelegheit,levetidogdempesystemmotferroresonanserviktigeparametrar.Deterviktigattransformatorenernøyaktigunderallemoglegedriftsforhold,uavhengigavvariasjonaritemperatur,frekvens,spenningellerbelastning.

Allefasarskalhamonterteignespenningstransformatorar.Denerfellesformålar,vernogeventueltRTU.SpenningstransformatorenskalværeavinduktivtypeogoppfyllekravaetterIEC60044-2standarden.Sekundærspenningapåmålesløyfeogjordfeilviklingskalværehøvesvis110/Ö3Vog110/3V,ogmedeinspenningsklasse0,2ellerbetre.Spenningstransformatorenskalforspolejordanetttåle8timarsdriftvedjordfeilmedjordfeilfaktor2,2.

[48]

4.6.2.2 Straumtransformator4.6.2.2.1 Kravogdimensjonering-kriteriaDetskalinstallerastpassandestraumtransformatorarsomskaltakledenmaksimalestraumensommålast.DeiskaloppfyllekravaetterIEC60044-1.VårtanleggeravtypeDistributedGeneration(DG)einingderdeterkravtilRemoteTerminalUnit(RTU).Dettebetyratdetmånyttasttrekjernar.Einformålingmedmåleklasse0,2s,einforvernmedmåleklasse5P10ogeinforRTUmedmåleklasse1ellerbetre.Fellesforalleeratdeimådimensjonerasttilbyrdentildeitilkoplakomponentane.Straumpåsekundærsløyfatiltransformatorenskalværepå5A.

73

4.6.3 KabelForåkunneleveredenelektriskeenergiensomblirproduserttilmarknaden,måvitilknyttekraftverketvårtmotdetoverliggande22kVnettet.DeterviktigatkabelenerrettdimensjonertslikatSKLharmoglegheittilåleveremaksprodusertenergitileikvartidogdermedikkjeskaparnokonflaskehalsar.Anleggetvårthartohovudtyparavkabeltilforsyning.TLSF,somskalnyttastfråbrytarB1,”HardelandSmåkraftverk”,tiltilknytingspunkt,derkabelerforlagtijord.Dennesereinpåfigurenunder.DenandrekabelenTSLI,somknytgeneratortilgeneratortransformatorogvidaretilbrytarB2”HardelandSmåkraftverk”.

Figur30:Illustrasjonsbileteavmoglegløysingtilplasseringavkraftverk

Utrekningavtermiskgrensestraum:

𝐼9< = 𝑆

𝑈9< ∗ √3=

9,99𝑀𝑉𝐴6,6𝑘𝑉 ∗√3

= 873,9𝐴

Formel:Utrekningavtrefasavekselstraum

74

Generatorenvårhareinytingpå9,99MVAogleverareinspenningpå6,6kV.Straumenpålågspenningssidavilblislik:

Spenningavilblitransformertopptil22kVoggjeosseinstraumpå:

𝐼J< = 𝑆

𝑈J< ∗ √3=

9,99𝑀𝑉𝐴22𝑘𝑉 ∗√3

= 262,17𝐴

Vitekikkjeomsyntiltapitransformatoridesseberekningane.

4.6.3.1 TSLIViskalnyttekabeleninnandørsfråsamleskinnepågeneratortilsamleskinnepålågspenningssidapåtransformatorenogfråhøgspenningssidapåtransformatorenframtileffektbrytarenpåbrytaranlegget.Omsettingsforholdapåtransformatorengjevosstoforskjelligestraumarogspenningar,ogvimådimensjoneretverrsnittetslikatkabelentålerspenningogtermiskgrensestraum.

Forlegning

Kabelenskalliggefestapåkabelbruifriluftinneikraftverketitrekantforlegning(snodd)ogskalgåfrågeneratortiltransformator.

Føringgjennomvegg

Nårkablarkryssarulikebrannsonerellerrom,skalluftgapetiveggentettastmedtettemiddelsomerbrannhemmande.ForåunngåatdetoppståreinreduksjonsfaktorvedkabelgjennomføringanerådarNexansatdeterviktigattjukkelsenpåveggenvedgjennomføringaikkjeermeirenn15cmogattettemiddelethareingodtermiskleidningsevne.Dettegrunnaatdetikkjeskalblieinreduksjonsfaktorpåkabelen.Detskalogsåværeinnbyrdesavstandmellomkablanevedgjennomføringa.

Romtemperatur

Referansetemperaturenforkabeliopenforlegningersatt25°C.Ettersamtalemedrettleiarenvår,sattvidentil30°C(maksimaltemperaturikraftverket).Leiartemperatursettvitil60°C.Reduksjonsfaktorenersatttil0,92forheilekabelbiteninneikraftverket.

75

Parallellføring

Vimeinaratbesteløysningaforoverføringmellomgeneratorogtransformatorvilværeparallellføringaveitmindretverrsnittistadenforeinleiarmedstørretverrsnitt.Dettegjerdetenklareåinstallere.Hererdetviktigmedtankepålevetidatlengdapåkablaneerlikelangeogharsamevern.Straumenvilgåminstemotstandsvegogforskjelliglengderesulteraoverbelastningpådeneineogmindrelastpådenandre.Vedbrukavforskjelligvern,risikeraeinherogsåoverbelastningvedtidlegutfallavdeneinekabelen.

Vedfellesføringavkablarisametrasévileinherogsåfåeinstørreoppvarmingavkablar,samtpåverknadavmagnetfeltettilkvarandre.Einreduksjonsfaktormåinnforsenkebelastningaogvarmeproduksjonpåkablane.Vivelåunngådennereduksjonsfaktoren(satttil1)vedåaukeavstandenfråveggogtilnestekabelsett.

Figur31:Forlegningutankorreksjon,Nexanskabelboka

76

4.6.3.2 TSLFKabelenskalbrukastfråB1”HardelandSmåkraftverk”tilknytepunkti”NSHardelandSmåkraftverk”.

Forlegningsdjupnaforkabelijord

Forfåeinkorreksjonsfaktorpå1skalkabelenliggemellom0,50-0,70mdjupn.

Jordtemperatur

Averfaringerreferansetemperaturenforkabelijordersatt15°C.Dettefordideterkablarknytttilproduksjonavkraft.Vigårutifråatlastabestårbådeavhusstandogindustri.Einreduksjonsfaktorpå1ersatther.

Kjelde:REN9118HSNett

Jordastermiskeresistivitet

Deterkorgodtmassenleiarvarmenvekk,slikatområdetrundtkabelenikkjeblirforvarmt.

BrukereinmassenRENanbefala(finttilslag0/4GF85GTF20f7isamsvarmedNS-EN13242)skaleinoppnåeivarmeleiingsevnepå100Kcm/W,nokosomgireinreduksjonsfaktorpå1[KJELDE:REN9200].

Parallellføring

Hererdetberreeitkabelsettitraseenoggjeveinreduksjonsfaktorpå1.

Føringgjennomvegg

Føringavkabelgjennomgolvetiapparatanleggvilikkjeføretilnokoreduksjonistraumføringsevnasålengedetblirbruktprefabrikkertemodernegjennomføringarmedeintjukkleikpåunder15cm.

http://media.draka.no/2016/07/Teknisk-Handbok-2010_final-til-web.pdf

77

4.6.3.3 DimensjoneringavkabelNåreintekvalomdimensjoneringavkabel,erdetviktigeinatveljarriktigtverrsnitt.Vedåtaeinteknisk-økonomiskanalysekanvifinnedettverrsnittetsomimøtekjemdeitekniskekravaogdettversnittetsomgirstørstinnsparing.Førvikanbyrjepådenøkonomiskedelenmåviførstsjåpådettekniske.

Foråvurdereomkabeloppfyllerdettekniskeminstekravetmåeinkjøreeianalysederdetblirgjortberekningavgrensestraum,lastflyt-ogkortslutningsberekningarforsystemetvårt.Detsomliggtilgrunnavdimensjonerandekriteriumfortekniskanalysepåbakgrunnavberekninganeerverstedriftstilfelle,termiskbelastning,stasjonærespenningsvariasjonar,dimensjonerandekortslutningstraumar,lastogproduksjonsutvikling.Lastogproduksjonsutviklingblirdetikkjetattomsyntilidenneanalysen.

Lengde

Lengdapåkablaneergjortettereignevurderingar.Viharpåkartmåltavstandfrådenantakelegeplasseringaavdennyesmåkraftverkettiltilknytingspunktet.Einsatspå10%medavrundingavtalerlagttilforåtahøgdeforterrengogføringavkabelinnibygg.

Generator–generatortransformator 2x20meter

Generatortransformator–brytaranleggB2 20meter

BrytaranleggB1–NSHardelandkraftverk 40meter

78

4.6.3.4 TekniskanalyseSummerandereduksjonsfaktor

TSLI

Dennesummerandereduksjonsfaktorenblirgjeldandeforallekablarinneikraftverket:

• Gjennomføring 1• Romtemperatur 1• Parallellføring 0,92• Trekantforlegning 1

Densummerandereduksjonsfaktorenforkabelen:1*1*0,92*1=0,92

TSLF

DennesummerandereduksjonsfaktorenblirgjeldandeforkabelenutfråHardelandsmåkraftverktilknytepunktiNSHardelandSmåkraftverk.

• Gjennomføring 1• Jordtemperatur 1• Jordasresistivitet 1• Forlegningsdjupn 1• Parallellføring 1• Trekantforlegning 1

Densummerandereduksjonsfaktorenforkabelen:1*1*1*1=1

Skjerm

Viharvaltåkortslutteogjordeskjermenibeggeenderpåkabelenslikatvifårlukkaskjerm.ItabellanetilNexansharkabelenmedopenskjermmedtrekantforlegningijordhøgareevnetilåledestraumennkabelmedlukkaskjerm.Dettegrunnaateinfårstraumsomgjevopphavtiltap.Lukkaskjermerlikevelbetremedtankepåberøringssikkerheitpåanlegget.

[49]

79

Forlegningsmåte

Normaltønskastdettrekantforlegningdådetteerenklareåinstallere.Deterogsåbetreelektrisksettåleggekablaneitrekantforlegningsamanliknamedflatforlegning.Straumfordelingaideitoparallellekablanepr.faseblirlik.Iflatforlegningblirdetforskjelligereaktansarpådeikablanesomliggerytstogdeiimidten.Detgjeratdetblirulikstraumideitokablaneisamefase.Vivildåleggealleikablariprosjektetvårtitrekantforlegning.

Minsteteknisketverrsnitt

Kablanemådimensjonerastslikatdentåladenmaksimaletermiskegrensestraumeninkludertreduksjonsfaktorarsomkanoppstå.Valertattpåbakgrunnavberekningavtermiskgrensestraum,forlegningsmåteogkoplingavskjerm.

Generator–generatortransformator

Minstetverrsnittsomoppfyllerkravatilbelastningsevne:TSLI12kV3x2x400mm2.Belastningsevne 2*600A

Belastningsevnemedreduksjonsfaktor:2*600A*0,92=1104A

Generatortransformator–brytaranleggB2

Minstetverrsnittsomoppfyllerkravatilbelastningsevne:TSLI24kV3x1x150mm2.

Belastningsevne 355A

Belastningsevnemedreduksjonsfaktor:355A*0,92=326,6A

BrytaranleggB1–NSHardelandkraftverk

Minstetverrsnittsomoppfyllerkravatilbelastningsevne:TSLF24kV3x1x95mm2.

Belastningsevne 275A

Belastningsevnemedreduksjonsfaktor:275A*1=275A

80

4.6.3.5 Lastflyt-ogkortslutningsberekningarEtteråhaetablerteinmodellavkraftverketvårtoglagtinndatafortilhøyrandeminstegodkjentetverrsnittiPSSSincal,kanviforetaeilastflyt-ogkortslutningsberekningar.Vedåleggetilgrunnverstedriftstilfelle(TungLastHøgProduksjon)medkontinuerligdriftellerplutseligutfallavgeneratorkanvibrukeinformasjonentilåtavalavnaudsynttverrsnitt.Detkanmellombelsværefleiretverrsnittsomoppfylldeitermiskekrava,mensomikkjeoppfyllerdeistasjonærespenningsvariasjonane,dvs.førmanfårtrinnatransformatorentilriktigspenningsnivå.

Figur32:SnittavetablertmodelliSincal

Påbakrunnavutrekningaavdendimensjonerandestraumen,tekvieinlastflytanalyseforåbekrefteutrekningane.VedåleggepåfilterpåI/Ib(termiskbelastning),finnervidenprosentvisebelastninga.

Figur33:Denblåfargenviserbelastningapåkabelsomermellom50-100%.Fårmanraudfargevilkabelværeoverbelasta.Grønfargebetyratdeterunder50%.

IForskriftomLeveringskvaliteterdetgjevenstasjonærespenningssprangikkjeskaloverstige±3%itilknytingspunktetmednominellspenningpå24kV,fordenhyppigheitpå24gangaridøgnet.FilterpåV/Vn(spenningovernominellspenning)viserdenprosentvisespenningstapovereitgjevepunkt.

81

Figur34:Spenningstapinnanforgrenseverdiarpå97-103%.

Figurenoverviseratalleverdiarerakseptablemedomsynpåstasjonærespenningsvariasjonar.Vedåtadeteitskrittvidareogtaeinkortslutningsmålingkanviverifiserevalet.

IoperasjonsdrifterdetdensummerandeverdienavPogQsomvilværedimensjonerandeforytinga.Ieinkortslutningstilfelleerdetmaskinasindesignogytingsomerdimensjonerandeforkortslutningsyting.Avhengigavdenelektriskeavstandenfråeikortslutningskjeldeogkortslutningsbidrag,vilkortslutningsytingavariere.

Tillatekorttidsstraumforgjeldandekabel:

Generator–generatortransformator,TSLI12kV3x2x400mm2

Ik1s=21,6kA

Generatortransformator–brytaranleggB2,TSLI24kV3x1x150mm2

Ik1s=13,5kA

BrytaranleggB1–NSHardelandkraftverk,TSLF24kV3x1x95mm2

Ik1s=8,6kA

Ikortslutningsanalysenviutførtetidlegare,forbrytaranlegget,sattviiverkein3-fasemetalliskkortslutning(0W)isystemet.Detteerdenmaksimalekortslutningsytingaanleggethar.

Figur35:Ik’’/Ik’’maxviserbelastning(i%)påkablanevedmakismalkortslutningsstraum.

Simulasjonenverifisererheratkablaneviharvaltergodenok.

82

4.6.4 Effektbrytar4.6.4.1 ValogdimensjoneringskriteriaForåvitekvastorleikpåbrytarmanskalhaerdetviktigåvetekorstorestraumarsommaksimaltkanoppståvedmaksimallastogfeilsituasjonar.Deterviktigatdetgjerastnøyeutrekningarogateinbrukarriktigeverdiarisimuleringa.Kraftverketvårtersatttileitmaksimaltuttakpå9,99MVA.Dettegjevosseitstraumuttakpå262,17Asomsamleskinneogbrytararmåtåleundernormaldrift.

𝐼 = 𝑆<3 ∗ 𝑈J

= 9,99𝑀𝑉𝐴3 ∗ 22𝑘𝑉

= 262,17𝐴

Dentrepoltesubtransientekortslutningsstraumen’’Ikleggasttilgrunnnåreinskaldimensjonerenaudsyntleiartverrsnitt.Leiaraneblirunderkortslutningsperiodenutsattforstoretermiskepåkjenningarførbrytarenfårlagtut.Leiaranemådimensjonerastslikatdeiikkjetektermiskskade.

Støytstraumeneller”peak-current”Iperdenmaksimalekortslutningsstraumensomkanoppstå.Dennestraumenerforbundemedstorefysiskekreftaroganleggetmådimensjonerastetterdenne.

Foråsjåkvakravtilbrytaranleggetvårter,såsattviiverkein3-fasemetalliskkortslutningsberekning(0W)påsamleskinne”HardelandSmåkraftverk”iPSSSincal.Herfekkviuteitresultatsomgavossdesseverdiane.Vedvaleffektbrytartilanleggetvårterdetderforviktigatviheldosstildesseverdiane.Eindelsommåtakastmedvidareerselektivitetforeffektbrytaren.Kortslutningsberekningarkanogsåidettetilfelletfinneriktiginnstillingforvernslikatmankanoppnåselektivitetpåanlegget.

Tabell7:Resultatvedkortslutningsberekningforsamleskinna”HardelandSmåkraftverk”.

Ik’’IpIaIdc

4,563kA12,907kA4,421kA0,363kA

83

4.7 ØkonomiFørvikangåvidaremedøkonomiskeanalysar,trengervieitgrunnlagieivarigheitskurve.Dennevilgjeossnødvendiginformasjonforåfinneverdiarforforventanettoinntening.Underharvigjorteiestimeringforressursgrunnlagetsomdannargrunnlagetforvarigheitskurva.

4.7.1 RessursgrunnlagGjennomsnittlegårligtilsig:

𝑄�_[FFY,å_ = 2,133𝑚z𝑠 ∗ 60 ∗ 60 ∗ 24 ∗ 365 = 67,266288𝑀𝑚

zå𝑟

ForHardelandkraftverkerdetikkjenokokravtilminstevassføringielvasomforbinderHjørnåsvatnogHardelandsvatnet.Oppgjeveflaumtapfråoppdragsgjevarer1,2Mm3/år.

Nettonyttbarårligtilsig:

𝑄tTFFY,å_ = 67,266288 − 1,2 = 66,066288𝑀𝑚zå𝑟

Energiekvivalent

Foråvitekormykjeenergivikanforventeåfåutpr.m3vatngjennomturbinenogframtilgeneratoren.

𝑒Mpp_TpMF = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂 ∗𝐻t3600

Verknadsgradaviltautgangspunktidengjennomsnittligelastasomerved1,65m3/s.Dennegjennomsnittsverdienkjemfråeigenvurderingavdervitrurlastavilligge.

𝑒Mpp_TpMF = 1000 ∗ 9,82 ∗ 0,91263 ∗ 0,965 ∗ 322,85 − 2,39799

3600 = 0,7698𝑘𝑊ℎ/𝑚z

Estimeringavproduksjonognyvarigheitskurve

Foråkunnerekneuttapaiolje-trasformatorenogrekneutgrunnlagetforlønnsamheitaismåvasskraftverket,måvikunnevitedenforventaproduksjonen.Varigheitskurvablirbruktsomgrunnlagidenøkonomiskesamanlikninganeavalternativafortransformatoren.

84

Varigheitskurveereikurvesomvisersamanhengenmellomstorleikenaveffektsomblirprodusertogtidasomblirbruktvedgjeveneffekt.

Foråkunnesetteoppeitforslagtilvarigheitskurve,måvitautgangspunktidengamlevarigheitskurveogtilpassedennetildennyeproduksjonen.AvomsyntiletterhaldforSKL,harviforandrakurveendålitttil.UtgangspunktetvårtvarbrukstidafordagensHardelandKraftverkiår2016.Dettevareitårderdetvaruvanlegtørrvåroghaustmedekstremtvåtsommar.Etterutrekningarkanvisjåatdetteereitårsomtotaltsettharlittmeirproduksjonenndetsomgjennomsnittlegharblittproduserttidligareår.

Berekningavdenestimerteårligeproduksjonavaggregatetifølgjandeformel:

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑎𝑙 𝑘𝑊ℎ = 𝑒Mpp_TpMF ∗ 𝑄å_

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑎𝑙 𝑘𝑊ℎ = 50,86𝐺𝑊ℎ/å𝑟

Detteerverdiensomvilværerammaforvarigheitskurvavår.Foråsetteoppdenneharvimultiplisertanslåttbrukstidmeddenfaktiskeaggregatytingaettertapvedgjevedriftspunkt.Slikharvifåttsattoppeitforslagtilvarigheitskurvesomtilsvaradenforventaproduksjonen.

Figur36:AnslåttnyproduksjonforHardelandSmåkraftverk.BRUKSTID:8489timar

85

4.7.2 ParameterarforøkonomiskeberekningarFysisklevetid

FortransformatoraneanbefalaNVEeifysisklevetidpå30-60år.Rettleiarharpresisertatdetteikkjevarnøyaktignok.Isamsvarmedrettleiarharvijustertlevetidtil:

Oljefyltetransformatorar 50år

Tørrtransformatorar 30år

Forvasskraftverketsomeineining,harvisattlevetidatil: 60år

Analyseperiode

Satttil30årbådeforkabelogtransformator,referansetidspunkt,1januar2018

Forberekningaravlønnsamhetentilvasskraftverket,eranalyseperiodensatttil40år,referansetidspunkt(starttidspunkt):1januar2018

Brukstidfortap

Kabel 2400timer/år,

Transformator Belastningstap:UtgangspunktivarigheitskurvefordagensHardelandKraftverkiår2016ogtilpassamotforventaproduksjonmeddetnyesmåkraftverket.

Tomgangstap:Tidakraftverketeridrift:8489timar

86

Kalkulasjonsrente

Etterundersøkingfantvifleireforskjelligesatsarforkalkulasjonsrenta.ForinnmatingslinjerogkraftproduksjonanbefalerNVEsihandbokforsamfunnsøkonomiskeanalyseavenergiprosjektereinkalkulasjonsrentepå8%.Rettleiarforsamfunnsøkonomiskeanalysar(direktoratetforøkonomistyring)anbefalereinsatspå4%vednormalestatligetiltakmedeinanalyseperiodepå40år.

ViharhattkontaktmedFredrikArnesen,seksjonssjefforressursogkraftproduksjoniNVE.Hanopplysteat8%varlittioverkant.Vidaresnakkahanomat4%vareitalternativ,meniogmedatprosjektetvårtikkjeeravstatligtiltakerdeteinvissrisikoforbundetmedåbyggevasskraftverkikonkurransemedandrevass-ogvindkraftverk.Deterogsåusikkerheitknytttilframtidaskraftprisar.VimeinameddetteatåbrukesatsenfråFredrikArnesen,på6%,vilværeeitgodtutgangspunkt.

4.7.3 SamfunnsøkonomiskanalyseØkonomiskdelavgrensarseghovudsaklegtilatviskaltaeinsamfunnsøkonomiskanalyseavnett-tiltak.Viskalvurderekostnadeneforvårdelavnettetsomerfråderenergienblirprodusert,altsåfråaggregat,ogframtilderenergienblirleverttiltilknytingspunktsomer”NSHardelandSmåkraftverk”.

Vidareavgrensarvidettetilsjølveinvesteringasomblirgjort,drifts-ogvedlikehaldskostnadarogtapskostnadar.Investeringskostnadaneeravrundapågrunnavfortrulegheittilleverandør.Drifts-ogvedlikehaldskostnadarertilnærmamedhjelpfråNVEsihandbokforSamfunnsøkonomiskanalyseavenergiprosjekter.

Tapskostnadarerutreknautifråliknandetransformatorarogkanderforværeeitavvikfrådenfaktiskeverdien.Vimeinauansettatdettegjevosseingodpeikepinnpåkvavikanforventeossavkostnaditap.Grunnafortrulegheittilleverandørerogsånokoavdentekniskeinformasjonenskrivenom.

Sjåvedlegg4formeirinfo.

87

4.7.3.1 Samfunnsøkonomiskanalyseavnett-tiltakDeterstorekostnadarknytttilinvesteringikraftverkmedtankepåetableringavkraftverketogmedomsynpåatkraftverketskalståderilangtidframover.Eisamfunnsøkonomiskanalyseereinmåteforåfinneogvurderekonsekvensaraveittiltakforrørtegrupperisamfunnet.

Viharsettpåfleiremoglegeløysningarogynskjeråtaeinforenklasamfunnsøkonomiskanalyseforåleggegrunnforeitfornuftigoglønnsamtval.

Kjelde:Veilerisamfunnsøkonomiskeanalysar

4.7.3.1.1 TapsberekningarTransformatorDryTypeCAST-COILTransformerhiT-PLUSS,12MVA

Utrekninganeavbelastningstaptokvipåbakrunnavmotstandsmålinganeaveinliknandetransformatorpå11MVA.Detviskalviseher,eratvissvikanrekneutbelastningsstraumogRK,kanvirekneossframtilbelastningstapavedulikespenningar.Ieingrafsomviserforholdamellombelastningsstraumogbelastningstapkandesseverdianegjeosskjendepunktieintilnærmalineærfunksjon.Vikandårekneutstraumenvedulikbelastningogbrukedenneverdientilåhentebelastningstapautfrågrafen.

AvmotstandsmålingakanvifinneR1ogrekneossframRK.

Figur37:Stjerneviklingmedmotstandmellom

SidantransformatorenerYNd11kopla,vildetværetomotstandarmellomkvarfase.Tekviomsyntiltransformatorensekvivalentskjemavistpåfigur:blirvinøyddtilågangemed2pågrunnavatviklinganeerkoplaistjerne.

FormeloppgjevefrålærarvedHVL:

𝑅J = 𝑅9� = 𝑅A

(2 ∗ 2)

𝑅A = 𝑅J ∗ (2 ∗ 2)RK Resistansikompensasjonsvikling

88

Belastningstapakaneinfinnevedåbrukeformel:

𝑃A = 3 ∗𝐼9 ∗ 𝑅A

Avdeikjendepunktabasertpåmålingane,kanvisetteoppeinlineærfunksjonsomgjevossbelastningstapvedgjevenbelastningsstraum.Puttareindåstraumeninnix-aksenoglesaravgjevenverdipåy-aksen.

Figur38:Lineærfunksjonavkjendepunktbasertpåmåling

Belastningsstraumenrepresenteraprodusertstraumvedgjevenbelastning.

Belastningsstraumkaneinfinnevedåbrukefølgjandeformel:

𝐼 = 𝑛 ∗ 𝑆<3 ∗ 𝑈J

U1 Primærmerkespenning

n Belastningsgrad

Foråfinneukjentepunktkaneinbrukedenneformelen.

89

Liquid-FilledgeneratorStepupTransformer(GSU);3PH,12MVA

Vitokutgangspunktfråtestprotokollentileinliknandetransformatorpå10MVA.Hervardetoppgitteintabellavverknadsgradaneved%belastning.

Tabell8:Verknadsgradi%gjevenav%-belastningmedeffektfaktorpå0,9.nerherbelastningai%.

Forågjeretabellenforverknadsgradanemeirlettlestharvigjortdenomtileikurvesomviserforholdamellomverknadsgradogprosentvisbelastning.Slikkanvibruke10MVAtransformatorentilåfinneverknadsgradenfordeiandreproduksjonsintervalla.Forårekneuttapaisystemetvårtharvibruktdesseverknadsgradaneforåfinnetapatil12MVAtransformatoren.Dettevilgjeeinlitenfeilmarginsomvimeinaerneglisjerbar.

Figur39:Verknadsgradskurvegjevenavtabell

Verknadsgradengjevdettotaletapet,dvs.atbådebelastning-ogtomgangstapaermedrekna.Foratviskalkunnebrukedesseverdianetilutrekningarmåtomgangstapatrekkastfrådeitotaletapa.

90

Transformator

Iutrekninganeavtapskostnadaravtomgangstapbrukarvideifaktisketapapåtransformatoraranevåre.Tidlegareerdetbeskriveattomgangstapaertilnærmakonstanteuansettbelastning.Derforvilviiberekninganevårebrukedeifaktisketomgangstapatiltransformatorane.

Tabell9:Kapitalisertkostnadavtomgangstapforaktuelletransformatorar

Tomgangstap[kW] Kapitaliserttapskostnad[kr/kW]*

Kostnad[kr]

GSU 17,4 41550 722970,00DryTypeCAST-COIL 8,5 41550 353175,00Sumsparing 369795,00*30år,6%,kostnadsnivå2014,referanseår2018,brukstidfortap8760t/år

Vedåsamanliknedessetotransformatoraneharvikommeframtileikapitalisertbesparingpå9889320,08krspartibelastningstapovereinanalyseperiodepå30år.Denneutrekningafinnereinivedlegg4ogharsittutgangspunktfråformeliteoridel:


Investeringskostnadar

Tabell10:Samanlikningavinvesteringskostnadar

A.DryTypeCAST-COIL B.GSUTransformator 1480000 1305000Oljegruve 100000*Total 1480000 1405000**

*Anslåttkostnadavoljegruve**Differansekr75000,-

91

Totalinnsparing

Servipådentotalebesparingafårvifølgjande:Tabell11:Viserdentotalebesparingavedvalavtransformator

Differanse NOK[kr]Investering 75000,00Tomgangstap 369795,00Belastningstap 9889320,08SUM 10334115,08

Drøfting/avgjerdaomtransformator

Sidantransformatorenskalståinneibyggmedgodtventilerterom,erdetikkjekravtilåbrukeéinbestemttypetransformator.Etteråhasettpåkonsekvensanevedhavariogsettpåmoglegetiltakmeinavideterubetydelegomkvaslagstransformatorsombrukast.

Etteråsamanliknadeiøkonomiskeogmiljømessigenytteverdianemellomdeitoulikealternativa,komviframtilatalternativBerdetbestealternativet.Dettealternativetgjevosseitotalinnsparingpå10334115,08kr.VidareioppgåvavilvitautgangspunktialternativB.

92

4.7.3.1.2 KabelTapskostnadarogøkonomiskdimensjoneringavkabel

Idettepunktetskalvitaforosskvatverrsnittsomerdetbestealternativetiforholdtiltapoginvestering.Deiøkonomiskeresultatavilikkjeinngåiberekninganeavlønnsamheitadåkostnadanerundtdetteersmå.

Iutgangspunktetsågviforossåbrukedeikablanesomoppfyltedeitekniskeminstekrava.Iverkelegheitanåreinskaldimensjonerekabelvileinundersøkeomdettverrsnitteteinharvalterøkonomiskoptimal.Foreksempel:einkanhavaltlågaretverrsnittpågrunnlagavlågareinnkjøpspris,mendetkanlikevelværelønnsamtåinvestereieitstørreogdyraretverrsnitt.Eitstørretverrsnittvilhamindretapvedsamebelastning.Lågarebelastningkanogsåresulteraiaukalevetidogtidamellomkvarnyinvesteringaukarogdermedgjeeinpositivinnverknad.

Isimuleringatokviutgangspunktidetdriftstilfelletderdeterstørstbelastningpåkablane.Detteerdåkraftverketharstørstproduksjon.Herbleidetbrukteineffektfaktorpå0,958foråleveremaksimalytingpå9,99MVA.Viladeikablanesomoppfyltedeitekniskekravaogeitsomerhakketstørreinnisimuleringaavkraftverketvårt.Avresultatakunnevihenteuttapasomdetrespektivetverrsnittethar.

Tabell12:Utrekningfortapikabel

SSKGen–SSKTrafo

SSKTrafo–B2Hard.Kraft

B1Hard.Kr.–NSHar

Typekabel TSLI TSLI TSLFSpenningsområde 12kV 24kV 24kVmm2 TapkW 400 1,7036 150 0,8068 150 1,6207mm2 TapkW 630 0,5137 240 0,4896 240 0,9838

Diff.tap,DP[kW] 0,3403 0,3187 0,6369

Brukstidaforberekningaereigendefinerttil2323timar.DetteerdentidaHardelandkraftverkproduseramaksimalytingiløpetaveitår.Tapskostnadenerutreknamedrespektivekostnadarknytttildetrespektiveåretogkapitalisertiovereingjevenanalyseperiode.

93

Tabell13:Kapitaliserttapskostnadarfortapikabel

Område DP[kW]

Kapitaliserttapskostnad[kr/kW]*

Suminntening[kr]

SSKGen–SSKTrafo 0,3403 18737,21 6376,27

SSKTrafo–B2Hard.Kraft

0,3187 18737,21 5971,55

B1Hard.Kr.–NSHar 0,6369 18737,21 11933,73Suminntent 24281,55*30år,8%,Referanseår2018

Tabell14:Investeringskostnadforuliketverrsnitt,RENProsjektsystem

Type Spenning[V]

Tverrsnitt[mm2]

Lengde[m]

Kostnad[kr/km] Samlainvestering[kr]

TSLI 12kV 630 2*20 479550 19182TSLI 24kV 240 20 248745 4974,9TSLF 24kV 240 40 248745 9949,8

Tabell15:Nettonoverdiavøkonomisktverrsnitt

Type Spenning

[V]

Tverrsnitt

[mm2]Samlainvestering

[kr]

Suminntening

[kr]

NNV

TSLI 12kV 630 19182 6376,27 -12805,73TSLI 24kV 240 4974,9 5971,55 996,65TSLF 24kV 240 9949,8 11933,73 1983,93

Vedåtadensamlainvesteringaminussuminnteningavtapskostnadar,stårviigjenmednettonoverdi.AvresultatakanvisjåatdeterberreTSLI12kVogTSLF24kVsomerøkonomiskeoptimale.ForTSLI12kVmåvinyttedettekniskeminstekravet.

94

4.7.4 Lønnsamheits-berekningarFøresetnadeneforinvesteringaidetnyeHardelandSmåkraftverkersværtoptimale.Mykjeavutgiftenetrengviikkjeåtaomsyntildådetallereieeksisterainntak,dam,veg,fallrettarogstoredeleravvassvegen.Deterforventainnsparingpåmellom18-70%.Deterforventaatdetvilkommeframtidigekostnadarforbundemedpreventivevedlikehaldogutbetringavvassvegomdenfortsattskalbrukastiframtida.Dettetakastikkjemedvidareiutrekning.

Vihartatteigrovanalysedervisamlarallenytteverknadar,kostnadarogskattarsomkraftverketfellunder.Storeusikkerheitererforbundemedallerekneøvingardådeternokousikrevariablarogrammevilkår.Ettersamtalemedrettleiar,meintehanatdettevareingodmetodeforågjereutrekningarpå,ogatdetikkjevarnaudsyntåreknedetnøyaktigpåkrona.

4.7.4.1 InvesteringskostnadarSomnemntharNyeHardelandSmåkraftverkhareingodføresetnadmedtankepåinvesteringskostnadarsomallereieergjortoggjeveibetydeleginnsparingiforholdtileitkraftverksommåbyggastoppfråbotn.

Vedåsamanliknemottekneprisarfråleverandørarogoppgjevneinvesteringskostnadarkanvisjåomprisenerfornuftigogomkraftverketerlønnsamtvedhøgstegjevnepris.Gjevneprisarfråleverandørarkanværeaveigneinteressertilåpåverkeprisenelleravåikkjepåverkemarknadsprisen.Foråskjekkeomprisaneharrotiverkelegheita,harviskjekkaleverandørensprisarmotNVEharanbefalt.

95

4.7.4.1.1 LeverandørKostnadsnivåetgjevenavleverandøraneinkluderaikkjetransport,montasjeogidriftsetting.ABBleveranse

Tabell16:Investeringskostnadaroppgjevefråleverandørar

Anleggsdel Investering[kNOK]Turbin 10500*Generator 3660Transformator 1405Brytaranlegg 300Kontrollanlegg 740Stasjonstrafo 155Likestrømsanlegg 166

Sum[kNOK] 16926

*RainpowerønsketatviskullebrukeNVE´ssinekostnadsoverslagdådettesamsvararbrameddagensleverandørmarknad.Viharvaltårundetaleopp.

4.7.4.1.2 NVEPrisaneNVEharoppgjevneeravgjennomsnittlegeverdiarbasertpåerfaringstallogtallfråbransjeorganisasjonar.KostnadsnivåettilNVEharutgangspunktfråjanuar2015.DeiangjevneprisaneNVEoppgjer,tarforsegprispåkompletteanleggsdelar.Dettevilseiealletilhøyrandedelarsominngårianleggsdelen,samttilbehøyr.DetopplysastiNVEsittkostnadsgrunnlagatbudsjettprisarfråleverandørarkanværemangelfulleogkanframstå”billig”medomsyntilkostnadarknytttilprosjektering,montasjeogidriftsetting,samtandremarginar.Kostnadsoverslagetvibereknarhareinlitenunøyaktigheitdåkvartenkeltkraftverker”unikt”ogkostnadanevilvarierefråkraftverktilkraftverk.

96

Tabell17:InvesteringskostnadarbasertpåNVEsittKostnadsgrunnlagforsmåvannkraftanleggogKostnadsgrunnlagforvannkraftverk.

Anleggsdel Investering[kNOK]Turbinekskl.monteringogtransport 10484,67*Generatorekskl.monteringogtransport 7590**Transformatorinkl.monteringekskl.transport 1657Apparat-ogkontrollanleggekskl.monteringogtransport 3950

Sum[kNOK] 23681,67

*NVEsikurveforutrekningavpriskostnadtekforsegnokreulikefallhøgde.Sidanvårfallhøgdeliggermellomtoavkurvene,harvivaltdennæraste,somogsåliggerlittoveripris.

**Generatorenvårharvertikaloppstillingogviharlagtpåeitkostnadstilleggpå10%.

4.7.4.1.3 TilleggskostnadarVihartatteitgrovtestimatavdeiforventatilleggskostnadaneisambandmedoppgraderingaogpreventivvedlikehaldpårøyrgate.ViharnyttaNVEsittkostnadsgrunnlagforsmåkraftverkforutrekningavtilleggskostnadar.Deterrettanokousikkerheitmedsjølvekostnadsgrunnlaget.Sikkerheitsmarginaneavhengeravomforholdaergunstigeellerugunstige.Pågrunnlagavmanglandeerfaringoginformasjonkanviikkjevitekvadennemarginenvilbli.Utfrådettevilvitautgangspunktikostnadanesomeroppgittutanmargin.

Andrekostnadersomundersøkingar,målingar,planlegging,prosjekteringogbyggherrekostnaderereksempelpåkostnadarviikkjeharbakgrunntilåtaomsyntil.

Tabell18:Andrekostnadar

Anleggsdel Investering[kNOK]

Rørduktilstøyp 262,53

Røyrgrøft 307,43

Rørgatefundamenterfornyinnløpsrøyr 315,2408

Rørgatefundamenterfornyinnløpsrøyr 506,6082

KraftstasjonidagenH:300m 6450,3248

Sum 7842,13

97

4.7.4.1.4 SamanlikningAlleleverandørarleverareituliktferdigprodukt.Nokrehardetmesteav”tilleggsutstyr”inkludertiprisen,medanandretekeinekstrakostnadfordette.DeterderforvanskeligåanslåeinnøyaktiglikskapmellomNVEogdetproduktetleverandørleverar.Dererderforvanlegågje/oppmodeleverandørtilåkommemedfridomtilleveranseavkomplettkomponentpakke.DeterviktigåmerkesegatNVEsineprisartekutgangspunktiinnsamla,gjennomsnittlegeprisarfråmangeforskjelligeleverandørar.

NVEopplyseratpågrunnavusikkerheitsmarginarjamførmedprisvariasjon,settfråeitforenklasynspunkt,ateinkanleggetil30%vedugunstigeellertrekkjefrå20%vedgunstigeforhold.DetervanskeligåanslåfråvårtstandpunktomforholdaergunstigeellerugunstigeogpågrunnlagavdettevilvibrukedeifaktiskeverdianeNVEforeslår.

Tabell19:Samanlikning

Alternativ NVE Leverandørar

Elektromekaniskutrustning[kNOK] 23681,67 16926

Andrekostnadar[kNOK] 7638,33 7638,33

Sumførskatt[kNOK] 31523800,00 24768130,00

Avresultatakanvisjåatdetereinstordifferansemellomkostnadsoverslaga.DettemeinerviatharsamanhengmedatNVEtekforsegdengjennomsnittlegeprisenpåkomponentar.

Ividareberekningavlønnsamheitavilvipåbakrunnavatviikkjeveitkvaekstrakostnadarsomviloppstå,brukekostnadsoverslagettilNVE.

98

4.7.4.1.5 Drifts-ogvedlikehaldskostnadarForvasskraftprosjekterdet1%avinvesteringskostnadenpr.år.DetteereitalternativverdianbefaltavNVEforutbyggararsomikkjeharkjennskaptilkostnadarknytttildrifts-ogvedlikehald.

Tabell20:Drifts-ogvedlikehaldskostnadiår0

[kNOK]Investeringskostnad 31523,8Drifts-ogvedlikehaldskostnad 315,238

4.7.4.1.6 AndrekostnadarGrensekostnadar(marginalkostnad)kjemhellerikkjeunderdåviikkjeinneharnokinformasjonomnettetettertransformatorT6Litledalen.EtneE-Lagharforkorttidsidanovertekenettetogharikkjefåttsystematisertalleopplysningar.Dettemedførerdessverrevanskarmedågjeossalleopplysningarsomvitrengforeifullstendiganalyseogberekning.

4.7.4.1.7 KraftprisKraftprisenvihartattforosserbasertpåhistoriskegjennomsnittlegkraftpris.PåNordpoolsinesiderharvireknautdenhistoriskegjennomsnittsprisenforvårregion.Denfortelliteomkvaprisenbliriframtida.NVEopplyseatdeiforventaratkraftprisenskalstigetilover0,40kr/kWh(Veileder,NVE)ogleggesegstabiltrundtder.NO5,regionsområdetforvestlandet,hareinhistoriskkraftprispå0,269kr/kWhfrå2001til2016.Foråikkjeovervurderekraftverketvårtharvivaltåtautganspunktidenhistoriskegjennomsnittetpå0,269kr/kW.OmprognosentilNVEskullestemmevildettehellergjeeitpositivtutslagforlønnsamheitsberekninganevåre.

99

Elsertifikatordninga

ElsertifikatordningaereittiltaksomhartilhensiktåstimuleretilaukaproduksjonavfornybarkraftiNorgeogSverige.Måletvaraukeproduksjonavfornybartkraftmed28,4TWhinnan2020.Samarbeidetstartai2009dålandableieinigeomprinsippaieitfellessvensk-norsksertifikatmarknad.Sjølveprosjektettråddeikraftfrå1.Januar2012.

Uavhengigavgeografiskplasseringogkvatypefornybarkraftsomnyttastskalordningagjeeitelsertifikatforkvarmegawatttimestraumsomblirprodusert.Sertifikatakandeiveljeåselje,nokosomkangjedeiekstrainntektogsliktgjerdetlønnsamtåsatsepå.Detteuavhengigomdetereitnyttkraftverkellereioppgraderingaveiteldreeit.Nåreitkraftverkblirgodkjendsommottakarvildeifåelsertifikatpåeinperiodepå15år.Etterdesse15åraerdetforventaatdeiskalklaresegsjølveogkontraktanevilbliannullert.

Elsertifikataereiavgiftsomblirlagttilnåreinmeglarkjøpestraumogsomigjenblirseltvidarenårsluttbrukarkjøpestraum.Prisenpåelsertifikataavhengeravkormykjestraumsomblirbrukt.Aukarproduksjonen,gårdetfleiresertifikatiomløpogverdienpåsertifikatablirlågare.Dersomdeterfåelsertifikatiomløpvilverdienauke.

NyeHardelandSmåkraftverkerplanlagtåsetjastidriftførfristenforelsertifikatordningagårut.Prisenforelsertifikatavariveke17,år2017,78SEK/MWhsomtilsvara76,28kr/MWheller0,07628kr/kWh.(Kronekurs08.05.2017,100SEK=97,80NOK)

Totalkraftpris

Totalekraftpriserdeninnteningavikanforventepr.levertekWh.Dennekraftprisenlegggrunnlagetforlønnsamheitsberekningane.Tabell21:Forventakraftprisogelsertifikatpris

MiddelsKraftpris 0,2695kr/kWhElsertifikatpris 0,0763kr/kWhTotalkraftpris 0,3458kr/kWh

100

4.7.4.1.8 ForventainnteningavkraftsalVedåmultipliseredenforventaproduksjonenmeddenforventakraftprisogelsertifikatprisvilvikunnerekneutinnteningaføravdragogskattvedår0.Kapitaliseraviinnteningaoveranalyseperiodenvilvifinnedentotaleinnteningaover40år.

Tabell22:Innteningføralleavskrivingarogskattar

[kNOK]Innteningiåret 16969,10

101

5 Miljømessigeogetisketiltak

5.1 EstetikkEinoppgraderingavHardelandkraftverkmedføreinngrepiområdet.Etableringavnyttkraftverkvilføretilvidareinngrepiformavutgravingavtomtderkraftverketskalstå,gravingogsprengingavrøyr-ogkabeltrase.Overskotsmasseneinstårigjenmed,måsøkastomløyvefordeponering.Kraftverketkanbyggastsomeitbyggsompassarinniområdet,ogsomserestetiskpentut.

Deterallereiefråføretablerttilstrekkelegvegnetttilplanlagtplasseringavsmåkraftverket,røyrgateogdagensplasseringavdam.Detatdetteallereieergjort,unngåreininngrepiomgjevnadane.

5.2 LekkasjeStørsterisikoenmedåhaeitkraftverkvedvatnervedeinlekkasjeavoljefråtransformatoren.Einsliklekkasjevilføretilstorepåverknadarpåmiljøetoglivetrundt,samtheilevegennedstraums.Etne-vassdragetbeståravfleireelversomslyngerseggjennomlandsskapetsomspelareiviktigrolleforbileteavområdet.Eineelvasomhøyrertilvassdragetdervårekraftverker,spelareiviktigrolleforanadromeartarogereinyndaplassforsportsfiske.Påbakgrunnavdetteereitavtiltakaforåunngålekkasjeåhaeioljegruvemedoppsamlingstankmedinnretningforslokkingavbrann.

BrytaraneikoplingsanleggetinneheldSF6brytarmediumsomereintypefluorholdiggass.SF6hareisærslanglevetidoghareinsterkdrivhuseffekt.Leverandørarinngikki2002einfrivilligavtaleombyggemeireffektivebrytararmedmindrelekkasjarogvidareutviklealternativeteknologiar.PågrunnavdengodeisolasjonseigenskapanetilSF6ogatdetfålekkasjarharvilikevellvaltågåfordenneisolasjonsmediumet.

102

5.3 MinstevassføringEioppgraderingavkraftverketmedeitmindreaggregatsomharbetreutnyttingvilgjerekraftverketbetreeignatilåoppfylleminstevassføringskravetiSørelvaiperiodarmedlitetilsig.Slikkanviproduserekraftvedlågareeffektogsamtidighaldeoppeminstevassføringa.Dettevilgjeeinpositivinnverknadmedtankepåaukaoverlevingssjanseforanadromeartarpågrunnavrekrutteringavyngelogredusertavrenningfrålandbruksomforårsakareutrofieringogoksygenmangel.FordelensomforbinderHjørnåsvatnogHardelandsvatnerdetikkjenokokravomminstevassføring.

Vassmagasinerogdamgjerossogsåbetrerustamotflaumogeinkanlettareunngåskadepåmaterialeogeigedom.

5.4 ArbeidetUnderutbyggingsfasenerdetmykjebrukavkjøretøytiltransportoggravingsomslitpåvegen.Vedlikehaldpåvegetterutbyggingavprosjektetblirderfornaudsynt.Viskaltaatterhaldforlagringavdrivstoffforarbeidsmaskiner.Tiltakikombinasjonavpreventivvedlikehaldogomuhelletskullehaskjedd,somoppsamlingstankoglenser.EinharogsåforureiningiformavlokaleutsleppavCO2fråarbeidsmaskinane.

5.5 AvfallAltavfallogannaspesialavfallskalhaeignekonteinararforkjeldesortering.Dettefordiforskjelligavfallharforskjellignedbrytingstidogvilpåverkemiljøetundernedbrytingsprosessen.Forenklareattvinningogtransportskaldetværeeignekonteinararforforskjelligetyparavfall.Nokretyparavfallharsærsstorattvinningsgradmedpositivinnverknadpåsluttkostnadeniformavprispåskrapmetallogpantpåkabeltrommel.

103

6 Resultatogdrøfting

Valavstengeventilergjortpåbakrunnavfallhøgda.NVEopplyseratvedfallhøgderpåover200mbørkuleventilnyttast.DiameterogtrykklasseerforslagfråRainpowerogBrødreneDahlmedbakgrunnierfaring.

Tabell23:Resultatavstengeventil

Typestengjeventil Diameter,DN[mm] Trykklasse,PN[bar]Kuleventil 800 40

Turbinervaltutifråføresetnadaneviharvedvårtanlegg.Turtalervaltettereivurderingavnaturligeføresetnaderogerderetterrevurdertomvaltturtaleroptimale.Maksimalvassføringervaltutifåromsyntilmiddelvassføringogmaksimalytingpåkraftverket(9,99MVA).Vihartattutrekningarforåsamanlikneoppmotleverandørensval.FysiskedimensjonarerutreknastegvispåbakgrunnavNVEsineformlarforhydrauliskdimensjoneringavvassturbin.

Tabell24:Resultatavturbin

Typeturbin Taldyser Løpehjulsdiameter[mm]

Yting[MW]

RPM[r/min] Slukeevne[m3/s]

VertikalPelton 6 1217 10 600 3,6

Somturbin,vardetogsåhergjevneføresetnadarforvalavgenerator.Generatorskalkunnekøyrastiøydrift.Dettebetyratgeneratorenmåkunnemagnetiseresegsjølvogleverereaktiveffekttilnettet.Turtaltilgeneratorergjevenavturtaltilturbinen.Enkelutrekningviseratdettegjevoss5polparpågenerator.

Tabell25:Resultatavgenerator

TypeGenerator RPM

[r/min]

Polpar Yting

[MVA]

Spenning

[kV]

Magnetisering

Synkronmaskin 600 5 10,815 6,6 Børstelaus

Vedtestprotokollsettasmerkeytingtil9,99MVApåmerkeskilt.Detteerpågrunnavstandardiseringavgenerator.

104

Merkespenningaergjevenavgeneratorogavnettet.Merkheratprimærsida22kVerutmotdistribusjonsnettet.Ytingaerdimensjonertslikattapminimaliserastoglevetidforlengast.Transformatorerkoplaistjerne-trekantforåbeskyttegeneratorogunngåforstyrringarpånettet.Oljetransformatorervaltovertørrtransformatormedomsynpåinvesteringaogdeiårlegeinnteningane,samtmindrebelastningstap.

Tabell26:Resultatavtransformator

TypeTransformator

U1N/U2N

[kV]

Yting

[MVA]

Vektorgruppe Kjøling Tomgangs-tap

[kW]

Belastnings-tap

[kW]

Oljefylt 22/6,6 12 YNd11 ONAN 8,5 73,8

BrytaranleggervaltmedutgangspunktiutførtesimuleringariSincal,dervisjekkaomdeigjevneparameteranesamsvartemedproduktetsevnetilåledeogbrytestraum.

Tabell27:Resultatavbrytaranlegg

TypeBrytaranlegg

Termiskgrensestraum

[A]

Merkes-penning

[kV]

MerkeKortslutning-straum

[kA]

MerkekortslutningsVarigheit[s]

Støytstraum

[kA]

UniSec 630 24 16 1 40

Kabelervaltutifråteknisk-økonomiskanalyseslikatdesseoppfyllerdettekniskeminstekravet,mensamtidigstørstinnsparingiforholdtiltap.

Tabell28:Resultatavkabel.

Typekabel Forlegning Termiskgrensestraum[A]

Lengde[m]

TSLI12kV3x2x400mm2 Luft 2*600A 40TSLI24kV3x1x240mm2 Luft 455A 20TSLF24kV3x1x240mm2 Grøft 455A 2*20(TSLI12kV3x2x400mm2ertekniskminstekrav)

105

Påbakgrunnavvårtkompetanseområdeharvipåvalavkontrollanleggvaltåsetjevårlittilvårerettleiararogtilleverandør.Hymateksittkontrollanleggkomgodtanbefaltfrårettleiar.Itabellunderpresenteravinokreavfunksjonanetildettekontrollanlegget.

Tabell29:Resultatavkontrollanlegg;Hymaregforgeneratorarmedbørstelausmagnetisering

Typekontrollanlegg Hymareg10BMagnetisering/spenningsregulering

AutomatiskspenningsreguleringStrømreguleringFrekvensstatikkReaktivstatikkogkompenseringAktivkompenseringFeltrøms-ogstatorstraumavgrensingU/f-avgrensarSekvensstyring

Turbinregulering Opnings-og/ellereffektreguleringPosisjonsreguleringservomotor/aktuatorarVasstandsreguleringMekaniskog/ellerelektriskfrekvensmåling3-dimensjonaltkamforpeltonturbinarOpnings-ogeffektavgrensarSekvensstyring

Generatorsynkronisering FølgingavnettfrekvensogspenningFasingtattomsyntilgangtidtilbrytarSpenningssettingavspenningslaussamleskjene

Turtalsvakt Mekaniskog/ellerelektriskmåling(fellesmedturbinregulering)

106

Kraftverketsverknadsgradar

Verknadsgradaneforkomponentanetilhøyrandekraftverketbleireknautvedgjevnevassføringar.Desseverknadsgradanebrukastvedøkonomiskanalyse.

Tabell30:Oversiktsbildeavverknadsgradartilkomponentarikraftverket

107

Ettervårtvalavkomponentarvartattkunneviteiknedetteoppieiteinlinjeskjemaforåfåeitheilskaplegbileteavkraftverket.Detteeinlinjeskjemaetgjeveingodforklaringpåkordeiforskjelligekomponentaneerplassert.

Figur40:Modellavkraftverket

108

Økonomisklønnsamheiterutreknamedbakgrunnavnytte-ogkostnadsverknadar,samtskattar.Detteerbereknavedåbrukenoverdimetodenpånytte-ogkostnadsverdiar,derettertrektifråskattpådenne.

Tabell31:Oppsummeringavlønnsamheitsberekningover40år

Nytte-ogkostnadselementet [kNOK]Årliginntekt 678763,90Investeringskostnad 31523,80Driftskostnadar 12609,52Eigedomsskatt 4302,10Alminneliginntektsskatt 158844,32Sumoverskot 503007,05Nettonoverdi 157235,55

109

7 KonklusjonPåbakgrunnavdeinaturgjevneparametraneforvårtanleggharviutarbeidteintekniskspesifikasjonforelektromekaniskutrustning.Denneløysingainneharallekomponentareitkraftverkbeståravforåkunneprodusereoglevereelektriskenergi.

Våranbefalingerein6-dysersPelton-turbinmedturtalpå600RPMogeinleverteffektpå10MW.Inntakettildennebeståraveinkuleventil,typeDN800PN40,somegnarsegforkraftverkmedstorfallhøgdeogmedomsynpådetlågetapetdennetypeventilgjev.

Vidareergeneratordirektepåkoplaturbinensaksling.Generatorenhareinytingpå10,815MVA,menvedutføringavtestprotokollskaldennemerkeytingasettastpå9,99MVA.Vedåsetteytinganedtil9,99MVA,unngåreingrunnrente-ognaturressursskatt.Vårgeneratorervaltmedomsynpåmoglegheitforåkunnekjøreiøydriftogeravtypesynkronmaskinmedbørstelausmagnetisering.Dennegeneratorenleverareinmerkespenningpå6,6kV.

Påbakgrunnavsamfunnsøkonomiskanalyseogfysisklevetidvaltevieinoljefylttransformator.Denneutstyrastmedoljegruvesomeittiltakforåforhindreskadarpåmiljøvedlekkasje.Medomsynpåkjøreprofil,erdenneoverdimensjonertslikatbelastningstapreduserast.TransformatorenblirutførtivektorgruppeYNd11foråbetrebeskyttelseavgeneratorogforåminskeforstyrringarpådistribusjonsnettet.DetergjorteitvalavbrytaranleggogkabeletteråsimulertkraftverketiSincal.

Etteråfunneallekomponentanesomutgjerkraftverket,harviutførteiøkonomiskanalysemednoverdimetodensomviseratoppgraderingaersværtlønsam.Fleirefaktorarerundervurderteiutrekninganesomgjerateinkanforventeaukalønsamheitomforholdaliggertilrette.Itilleggkjemrestverdiensomvilgjeeitpositivtutslagianalysen.Denneerestimerttil10%avinvesteringasomblirgjort.

Påbakgrunnavparametraneviharogdetøkonomiskeresultatetviharkomeframtil,meinaviatdenneløysingatilfredsstillerSKLsineforventningartileitalternativforoppgraderingavdagensHardelandKraftverk.

110

8 ProsjektadministrasjonIdettekapitteletskalvitaforosskorleisviharstyrtprosjektet.Viserpåarbeid,tid,erfaringarogandregenerellesaker.

8.1 Organisering

8.1.1 OppdragsgjevarVåroppdragsgjevarerSunnhordlandKraftlagogeridageitreindyrkaproduksjonsselskap.Tidlegarehaddedeibådekraftproduksjonognettdelførdeii2016seldenettdelentilHaugalandKraftogkjøpteoppdeiraproduksjonsdel.SKLharhovudkontoriStordkommuneiHordalandfylkeoghar11kraftstasjonarfordeltikommunaneKvinnherad,Etne,FusaogStord.

SKLsikjerneverksemderproduksjon,overføringogengrosomsetningavelektriskkraftoghaddei2016einproduksjonpå1,8TWhieigneanlegg,medeitoverskotpåkr161millionar[KJELDE?ÅRSMELDING2016SKL,heimesidadeirahttp://skl.as/uploads/docs/SunnhordlandKraftlag_aarsmelding_2016.pdf].SKLsineverdiareråhaeibærekraftigogansvarlegutvikling.

8.1.2 StyringsgruppeStyringsgruppabeståravtreledd;student,lærarogoppdragsgjevar,ogharsommålåsørgeforatgruppafullførarhovudoppgåvapåeinbestmoglegmåtegjennominvolveringogavgjersler.Dennegruppaskalbeståaveitutvalpersonarsomharmyndigheittilåfattevedtakogstørreendringar.

Følgjandepersonarinngåristyringsgruppa:

- JoarSande,HVL,ansvarlegrettleiar.- NilsWesterheim,HVLogStatkraft,rettleiar.- EirikP.Ulvenes,SKL,oppdragsgjevarogrettleiar.- IngerJohanneB.Hagen,SKL,rettleiar.- EspenAar,student,gruppeleiar.

Figur40pånestesideviseroppsettavstyringsgruppa,samtprosjektgruppa.

111

8.1.3 ProsjektgruppaProsjektgruppaharbeståttavtreavgangsstudentarvedHøgskulenpåVestlandet,våren2017.Deisamepersonanevarogsåigruppepåeitmindreprosjektpåhausten2016.

EspenAarharværtgruppeleiarogharhattsomansvaråblantannakontrollereframgang,taoppviktigesakerogfølgeoppgruppemedlem.Hanharogsåhattansvarfortrafoogbrytaranlegg.

TomErikBerg,gruppemedlem,harhatthovudansvarforturbin,rapportognettside.

ThomasRøssland,gruppemedlem,harhatthovudansvarforgeneratorogkontrollanlegg.

Figur41:Styringsgruppe

8.1.4 ProsjektperiodeFørhovudprosjektetsattiganghaddevieitforprosjekt.Forprosjektetstarta10.januarogvarferdig16.januar.Grunnentileisåkortforprosjektsperiodevaratvihaddefåttoppgåvaførdennetida,jobbamålrettadeidaganeogvivisstekvamålvivilleoppnåmedoppgåva.

Hovudprosjektetbleistartarettetterinnlevertforprosjektrapport,altsåden10.januar,medutgangspunktiatforprosjektetvillebligodkjent.Forprosjektetbleigodkjentoggruppasattigangmedjobbingpårestenavoppgåva.Dennerapporten,altsåhovudrapporten,blirlevert19.maietterfølgtaveinpresentasjonavprosjektet23.mai,deretteroppryddingavnettsideinnan02.juni.Medandreordvilheileprosjektperiodenhaværtfrå10.januart.o.m.02.juni.

112

8.2 Prosjektgjennomføring(iforholdtilplan)

8.2.1 TidsbrukDetteprosjektetvarprosjektertmed500timerpr.person.Iprosjektperiodenbleidetbrukt1616,5timertotalt,deravtimanevarfordeltpåpersonaneigruppa:

Espen:566,5timer

Thomas:514timer

TomErik:536timer

Eiviktiglæringgjennomprosjektfasenvaråkunneanslåtimebrukpåprosjektet.Detteerforåforberedeosstilarbeidslivetdereinmoglegmåkunneanslåtaltimarpåeitprosjektmedomsynpålønskostnadar.Tekeintimetaletvårtiberekningoglønsamheitaavdetteprosjektet,samttidavtimetalsomergåttmedtillæringogundersøkingvilikkjevårttimetalkunneeksaktoverførasttilarbeidslivet.Derimotservipådettesomeinlæringsprosess,derviikkjevilleavgrenseprosjektetmeirpågrunnaveigalæringoginteresse.

MedomsynpåatBachelor-oppgåvaertiltenkt2/3aveiarbeidsveke,hartoavstudentanepågruppaogsåhattekstratidtilgjengeligdådessetoikkjeharnokovalfagdettesemesteret(tredjepersonharhattMatematikk3itilleggtilBachelor).

8.2.2 NettsideTypiskforbachelor-oppgåvevedHVL,campusFørde,erålageogdriveeienkelnettsideforprosjektet.Determangemåtardennekunneblittløystpå.Mankunnehalagadenifråbotn,medeigepubliseringssystem.Dettevillehatattmangetimarmeirennvihartilgjengeligogkunnemedførteinkostnad.MåtenvivaltevaråbrukeWordpress.

8.2.2.1 WordpressWordpress,populærtforkortasomWP,ereinnettenestesomlareindesigneogdriveeigennettside,nettbutikkog/ellerblogg.Herkanmandesigneeigasideellertilpasseferdiglagatemasider,samttaibrukprogramtilleggslikatmankanleggetilnestenaltmankantenkeseg.DetertosideravWP,gratisversjonenogbetalingsversjon,derviharvaltgratisversjonen.Forskjellenpådessegårviikkjeinnpåher,menforånemneeitparfordelarmedbetalingsversjonen:

• Ingenreklame-linktilWP• Eigedomenenamn• Tilgangtilfleiretemaogfunksjonar.

113

8.2.2.2 BrukavWPWPereinavverdasstørsteleverandøraravnettsideogpubliseringssystem(CMS).KjentesidersomFlickr,TheHeraldSun,SonyMusicogMercedes-Benzharbruktellerbrukerdennetenesta[Kjelde:https://wordpress.org/showcase/archives/].VivalteWPpågrunnavtidlegareoggoderfaringmedbrukavdenne.Publiseringssystemeterenkeltogstrukturert,nokosomgjerdetenkeltforogsåuerfarneåtaibruk.

8.2.2.3 VårnettsideViharsomtidlegarenemnttattibrukgratisversjonenavWP.OppsettetpåsidavårerbygdoppavtemaetSelasomvihartilpassatilvåreeigneønsker.Pånettsidaharvivaltåleggeutalletypiskeinnleveringsfiler.Viharogsåkortinfoomgruppemedlem,samteilitaoppdateringpåframgangenundervegs.

Linkentilnettsidaersomfølgjande:https://tet2017.wordpress.com

8.2.3 MøterDetbleitidlegiprosjektfasensattoppeinmøteplanforstyringsmøtemedmøterkvar14.dag.Dennemøteplanenvalteviågåvekkifrådågruppaharhattgodoversiktogkommunikasjongjennomprosjektfasenmedbåderettleiararogoppdragsgjevar.Vikalladerforinntilstyringsmøternårvimeintedetvarnaudsynt.

Prosjektgruppaharogsåhaldtuformellegruppemøtertilnærmakvarmåndagforåværeoppdatertpåframdrifta.Dessemøtaharfungertsomstatusmøteforframgangigruppa.

8.2.4 LoggføringPåallemøteristyringsgruppahardetblittskrevereferatsomalleharfåtttilsendt.

Alleigruppaharogsåloggførttimanesineiførehandslagatimelister.

8.2.5 FramdriftsplanForåhaldekontrollpåframdriftavalteviåbrukeeitGantt-diagramsomframdriftsplan.Dettebleioppdatertmedjamnemellomrom.Nokobleifullførtførtidaognokoetterplanlagttid.Detteavviketkanskuldastfleireting.Mangeavdelmålaharblittjobbamedundervegsogdermedbruktlengertidpåframdriftsplan,medandeiiverkelegheitakanskjevarbruktmindretimarpådei.Vimeinaatframdriftaharværtgodogkonsisjamførvåremål.

114

8.2.6 DokumentstyringViharidetteprosjektetbruktDropboxsomsamarbeidsverkty.Dropboxereinskylagringstenestesomlardeglagrefilerpånettogdeledessemedvaltepersonar.Eitsliktverktylarossenkeltdelefilerossimellom.ViharbruktDropboxtilådelenyttigekompendium,dokumentogliknande.Underhovudmappavårharvideltinnundermappeneetterkategori,samtkvareigasimappeforeigearbeidiprosjekt.

8.3 ØkonomiNormaltdekkjerHVLopptilkr1000,-pr.prosjektgruppe.

Gruppabudsjettertemedfølgjandeutgifteritabellunderibyrjingaavprosjektperioden.Tabell32:Viserbudsjettfråstartavprosjektperiode.

Utgifter AntattKostnad

Evt.Reise 800,-

Telefon 50,-

Utskrift 50,-

Anna 100,-

Sum 1000,-

FaktiskrekneskapTabell33:Viserrekneskapforprosjektperiode

Utgift KostnadSkypeforBusiness 200NOKLabVIEW(Studentversjon) 40€Utskrift 0

115

8.4 Prosjektdiskusjon/Prosjektevaluering

8.4.1 KommunikasjonIdettekapittelettarviforosskorleiskommunikasjonenharføregåttigruppa,medleverandørarogoppdragsgjevar.Viharvaltådeledetteoppitredeler,einforkorleisdenvarigruppa,korleisdenvarmedleverandørarogkorleisdenvarmedoppdragsgjevar.

Kommunikasjonenmedleverandørariprosjektperiodenharskjeddvedbrukave-postogtelefonar.Viharhattnokreutfordringarmednoenleverandørarpågrunnavatdeiharandrearbeidsoppgåversomskalgjerast.Dermedharviikkjehattførsteprioritetogdermedmåtteventalengreennønsktpåsvar.Medlitttålmodigheitfekkvipåsiktdenhjelpavitrengdefråbedriftervivarikontaktmed.

Kommunikasjonenmedoppdragsgjevarharvorevedbrukavmøteroge-post.Møteinnkallingharblittsendtpåførehandavmøta.MøtemedoppdragsgjevarsinerepresentantartilstyringsgruppaharskjeddvedbrukavSkypesamtaler.Dettepågrunnavstoravstandtiloppdragsgjevar,25milfråFørdetilStord,somgjordedetutfordrandeåhapersonlegemøter.

Kommunikasjoneniprosjektgruppaharfordetmestevertmunnleg.Viharstortsettvertsamlapåskulenogtattproblemnårdeioppstod.Kommunikasjonenigruppaharværtgodgjennomheileprosjektperioden.

8.4.2 MåloppnåingIprosjektperiodenharviprøvdåoppnåalledelmålavåre,menpågrunnavfeilmedprogramvareogtidsåharviværtnøydttilåavgrenseoppgåvanoko.Følgjandetodelmålbleiavgrensa:

• Simulerevassveg(LabVIEW)• TeikningiAutoCAD

Pågrunnavtidsbruk,samtproblemmedLabVIEWprogrammet,vartdessedelmålakansellerte.

Deiandredelmåla,samthovudmålet,harblittfullførtemedgodeføresetnadar.Hovudfokusettilgruppaharværtpåberekningogvalavkomponentar,samtøkonomiskeanalyser.Detteergjortpåbakgrunnavåkunnegjedenbesteløysingatiloppdragsgjevar.

116

8.4.3 RisikoUtfallsområdeer1–5,der5erhøgstsannsynleg.Tabell34:Risikovurdering

Risiko Sann-synlegheit

Faktiskutfall

Kommentar

Sjukdom 2 1 Eitgruppemedlemsjukeitpardager,medførteingenforsinkingpåframgang

Feilberekningavtid 5 5 Rapporttokmykjelengertidennførstplanlagt.Medførtemangeekstra

arbeidstimarimaimånadDårlegoppfølgingogressurstilgang

3 1 Godoppfølginggjennomår,harhattrasktilgangpåinformasjonfrå

oppdragsgjevarProblemmedPC/program 2-3 4 LabVIEW(LVTrans)varmangelfull

Forsinkasvarfråsamarbeidspartnarar

2 3 Nokreleverandørarsværttreigemedtilbakemelding.Skuldastgrunnaprioriteringavfaktiskekundar

Uforutsettehendingar 1 2 Ingentingsommedførteforseinkingavbetydeleggradiframgang

Feiltolkingavoppgåve 2 1 Følerviharoppnåddmålpåriktigmåte

8.4.4 AvvikGjennomprosjektperiodenharvihattnokreavvik.ViharblantannabrukteiannamengdetidpådeiforskjelligedelmålaennanslåttpåGannt-diagrammetibyrjingaavprosjektet.Detteerikkjeeitstortavvikdånokretingharfåttmeirtidogressursarpågrunnavatandrepunktbleifullførtførplanlagttid.

Eitannaavvikviharhattvartidsbrukenpåheileprosjektet.Tidsbrukensombleiprosjektertistartenvar500timerpr.person.Viharsomnemnttidlegarebruktmeirtidennanslått,oggrunntildetteerforklartundertidsbruk.

Avvikimøterharogsåværteitpunktviviltaopp.Detvaristartenlagaeinmøteplanmedmøterkvar14.dag,sjølvomvivarklaroveratdennesannsynlegvisikkjevilleblifølgt.Grunnentilatdenneikkjevarfølgtslaviskvarmedomsynpåavstandtiloppdragsgjevar,samtatvisågingennødvendigheittilåhastyringsmøteberreforåhamøte.Detvartdermedberrekallainntilmøtervimeintevarnødvendige.

Viharogsåhattavvikiformavkanselleringavdelmål.Grunnaproblemmedprogramvareogtidhardesseisamsvarmedstyringsgruppeblittavgrensa.

117

8.4.5 Viktigeerfaringar(faglegogprosjektadministrativt)Viharidetteprosjektetopparbeidtossnokreerfaringarnårdetkjemtilprosjektering,gruppearbeid,rapportskrivingogmeir.Someindelavdetteprosjektetharvikontaktabedrifterforåhjelpeossmedåfinneinformasjonomkomponentarogrådførtossforåfinnedeirettekomponentaneforvårtprosjekt.Pådennemåtenharvigjortossnokreerfaringarmedåkontaktebedrifterogkorleisbrukeinformasjoenvifårifrådeipårettmåte,samtbygdosseitnettverkmedgoderessurspersonar.

Viharogsågjortossnokreerfaringarnårdetgjeldprosjekteringavkraftverkogkvaarbeiddetteinneber.Prosjektarbeiderogsånokoviharfåtterfartogkorleisdettegjennomførastieilitagruppe.

SkrivingavrapportenharlærtossomkorleiseinskalskriveeinrapportetterIEEE-standarden.Gruppaharogsålærtåbrukeforskjelligeverktysomkanværanyttigiarbeidslivet.Viharogsålærtiprosjektperiodenatvimåhaeinsystematiskframgangsmåteforåunngåekstraarbeidogbortkastatidsbruk.

8.4.6 UtfordringarVihariprosjektperiodenmøttpåfleireutfordringar.Idettekapitteletskalvigågjennomdesse.EinavutfordringaneiprosjektetvarmedprogramvarenLabVIEW,medunderprogrammetLVTrans.Gruppahaddeeitdelmålderviskullesimulerevassvegen.Utfordringenvaratviikkjefikkdettetilpågrunnmangelfullprogramvare.

Rapportskrivingharværteistorutfordringsidanviertreulikegruppemedlemmedkvarvåreigenmåteåskrivepå.Dettegjordedetvanskelegareåflettesamandelanetileingodsamanhenganderapport.Andreutfordringarpårapportskrivingaharværttidsbrukpådetaljar,samtmorsmåldåalletrekjemfråforskjelligestadardereinavossharbokmålsomhovudmål.

Delenomtransformatorgavosseinutfordringiformavuvissheit.Åsamanliknetransformatoranekraveitutgangspunktivarigheitskurveforåsamanliknebelastningstapideigjevnedriftspunkta.Detåfinneformeltoklangtidogkraveindelhjelpfrårettleiarvedskulen.Veduvissheitrundtvarigheitskurvaogprøveprotokollfråeinliknandetransformatorgjordedetteossusikrepåriktigframgangsmåte.

8.4.7 LæringsutbytteEtterprosjektetsittviigjenmedstørrekunnskapomkorleiseitsmåkraftverkfungera.

Viharlærtossidetaljomkorleiseinkomponentfungeraogkorleisviskaltavalavkomponentanepåbakrunnavutrekningsmetodarogsimulering.Gjennomprosessenharvilærtosskvaarbeidsomskaltilforåprosjektereeitsmåkraftverk.Prosjekteringaergjortettergjeldanderetningslinjer,normer,loverogforskrifter.

118

Prosjektetlærtossåtaeivurderingavlønsamheitatileitsmåkraftverkpåbakgrunnavnytte-ogkostnadsverknadarinklusiveskatter.Viharfåttmeirforståingomkviformangeutbyggararvelåbyggemindrekraftverkforågjerekraftverketmeirlønsamtvedåunngågrunnrente-ognaturressursskatt.

GjennombrukavrapportstilenIEEE,harvitileignaosskunnskapomoppsettogkjeldetilvising.Viharlærtossåsystematiskdelerapporteninniteori,metodeogkanvisetileitresultat.

119

9 Referanseliste

[1]

RasjonellElektriskNettvirksomhet,«REN,»01012017.[Internett].Available:http://www.ren.no/om_ren/historie.[Funnen08042017].

[2]

Statnett,«Statnett.no,»01012012.[Internett].Available:http://www.statnett.no/Global/Dokumenter/Kraftsystemet/Systemansvar/FIKS%202012.pdf.[Funnen01022017].

[3]

NorgesVassdrags-ogenergidirektorat,«NVE,»18082016.[Internett].Available:https://www.nve.no/energiforsyning-og-konsesjon/vannkraft/sma-kraftverk/.[Funnen07042017].

[4]

NorgesVassdrags-ogenergidirektorat,«Kostnadsgrunnlagforsmåvannturbiner,»21042016.[Internett].Available:http://publikasjoner.nve.no/rapport/2016/rapport2016_40.pdf.[Funnen12022017].

[5]

S.SteinarogJ.H.Sebergsen,Energiproduksjonogenergidistribusjon,0:Gyldendalundervisning,2015.

[6]

S.Svarte,Transformatorer,0:Elforlaget,2009.

[7]

NorgesVassdrags-ogenergidirektorat,«Rettleiariplanlegging,byggingogdriftavsmåkraftverk,»30092011.[Internett].Available:http://publikasjoner.nve.no/veileder/2011/veileder2011_04.pdf.[Funnen07012017].

[8]

NorgesVassdrags-ogenergidirektorat,«Veilederikvalitetssikringavsmåvannturbiner,»12102011.[Internett].Available:http://publikasjoner.nve.no/veileder/2007/veileder2007_01.pdf.[Funnen07012017].

[9]

S.S.Pereira,«Researchgate,»01112015.[Internett].Available:https://www.researchgate.net/figure/302969536_fig1_FIGURE-I-HYDRAULIC-TURBINE-SELECTION-CHART.[Funnen02052017].

[10]

A.E.Tutorials,«AlternativeEnergyTutorials,»01012010.[Internett].Available:http://www.alternative-energy-tutorials.com/images/stories/hydro/alt123.gif.[Funnen02052017].

[11]

B.Hydro,«BFLHydro,»01012010.[Internett].Available:http://www.bflhydro.com/img/img-modal-pelton.jpg.[Funnen02052017].

[12]

M.Hansen,Artist,RelativverknadsgradkurveforPelton.[Art].RainpowerAS,2017.

[13]

HøgskuleniØstfold,«HIOF,»01012010.[Internett].Available:http://www.ia.hiof.no/mkit/KortOmKorrosjon.pdf.[Funnen02052017].

120

[14]

SCCER,«SCCER,»01012010.[Internett].Available:http://www.sccer-soe.ch/export/sites/default/news/.galleries/img-blog/Peltonturbine_Schaufeln_web.jpg_2048922547.jpg.[Funnen04042017].

[15]

StoreNorskeLeksikon,«snl.no,»[Internett].Available:https://snl.no/elektromagnetisk_induksjon.[Funnen03022017].

[16]

Wikipedia,«wikipedia.org,»[Internett].Available:https://no.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisk_induksjon.[Funnen03022017].

[17]

NTNU,«ntnu.no,»[Internett].Available:http://web.phys.ntnu.no/~stovneng/FY1303NY/prosjekt/vannkraft.pdf.[Funnen03022017].

[18]

KarstenMoholtAS,«karstenmoholt.no,»[Internett].Available:http://karstenmoholt.no/page/6187/Vakuum_trykk_impregnering.[Funnen03022017].

[19]

NVE,«nve.no,»[Internett].Available:http://publikasjoner.nve.no/veileder/2003/veileder2003_02.pdf.[Funnen01052017].

[20]

J.H.Skaare,«Reguleringavturbinerivannkraftverk-Enlitteraturstudie,»BrageBibsys,2014.

[21]

J.W.HenriksenogV.Torjussen,Stasjonsanleggogfjernstyringsutstyr,0:Elforlaget,2009.

[22]

M.DalvaogO.V.Thorsen,Elektriskemaskinerogomformere,0:GyldendalUndervisning,2001.

[23]

ABB,FormelfråABB,0:ABB,2017.

[24]

Wikipedia,«Wikipedia,»01012010.[Internett].Available:https://no.wikipedia.org/wiki/Transformator.[Funnen08032017].

[25]

DSB,«dsb.no,»01012010.[Internett].Available:http://oppslagsverket.dsb.no/content/el-tilsyn/forskrifter/elektriske-forsyningsanlegg/veiledning-til-forskrift-om-elektriske-forsyningsanlegg/.pdf?expand-content=on.[Funnen10032017].

[26]

NorskElektriskKomite,«Stasjonsanleggover1kV-NEK440,»NEK,0,2015.

[27]

Nexans,«nexans.no,»nexans,01012010.[Internett].Available:https://www.nexans.no/eservice/Norway-no_NO/navigate_333028/TSLI_3X1_.html#description.[Funnen20032017].

121

[28]

Nexans,01012010.[Internett].Available:https://www.nexans.no/eservice/Norway-no_NO/fileLibrary/Download_540200470/Norway/files/Nexans_Kabelboka_e-verk_2014.pdf.[Funnen20032017].

[29]

Direktoratetforøkonomistyring,«dfo.no,»01012014.[Internett].Available:https://dfo.no/Documents/FOA/publikasjoner/veiledere/Veileder_i_samfunnsøkonomiske_analyser_1409.pdf.[Funnen25042017].

[30]

SINTEF,«Grunnleggendeøkonomiskteori,»SINTEF,0,2010.

[31]

NVE,«Samfunnsøkonomiskanalyseavenergiprosjekter,»01012003.[Internett].Available:http://publikasjoner.nve.no/haandbok/2003/haandbok2003_01.pdf.[Funnen25042017].

[32]

SINTEF,«Tapskostnadar,»SINTEF,0,2014.

[33]

KPMG,«verdtavite.no,»16022017.[Internett].Available:http://verdtavite.kpmg.no/kraftverksbeskatning.aspx.[Funnen02042017].

[34]

EnergiNorge,«energinorge.no,»01012015.[Internett].Available:https://www.energinorge.no/fagomrader/skatt-og-okonomi/.[Funnen02022017].

[35]

StoreNorskeLeksikon,«snl.no,»08032017.[Internett].Available:https://snl.no/særskatter_for_kraftverk.[Funnen02042017].

[36]

Hegnar,«hegnar.no,»01012010.[Internett].Available:http://www.hegnar.no/Nyheter/Energi/2010/10/Smaakraftverk-en-foss-av-juridiske-feller.[Funnen02022017].

[37]

M.Hansen,Artist,Peltonoppsett.[Art].Rainpower,2017.

[38]

J.JohnJ.Winders,«ssdservice.pl,»01012002.[Internett].Available:http://www.ssdservice.pl/~ssdservice/SSDdrives/ELEKTROTECHNIKA/transformatory/power_transformers_principles_and_application.pdf.[Funnen09032017].

[39]

ABB,«abb.com,»2016.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/6b596ca8109e46389126ac63ea95c7b8/CT,%20VT_1VLM000610%20Rev.12,%20en%202016.08.17.pdf.[Funnen13032017].

[40]

ABB,«abb.com,»2016.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/95c44f1ad90f46d590789792cbad6269/TJC%206_01VLC000521%20Rev.3,%20en%202016.10.06.pdf.[Funnen13032017].

122

[41]

ABB,«abb.com,»2016.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/cf4bb4d885f84aa287a9ab29d6f7e780/TPU%206x.xx_1VLC000502%20Rev.7,%20en%202016.08.05.pdf.[Funnen13032017].

[42]

ABB,«abb.com,»2016.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/60c4ed7ff3104c66b15f0e731795ce8a/BR%20TEC_UNISEC(EN)L_1VFM200002-02%202016.pdf.[Funnen13032017].

[43]

ABB,«abb.com,»2016.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/e911d10cd16c4920adfa16798e26bfef/CA_GSec(EN)C_1VCP000470-DigiPrint.pdf.[Funnen13032017].

[44]

ABB,«abb.com,»2015.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/9b5bbc08c68f430f98c3d58793b4ea3b/BR_HD4-RE(EN)-_1VCP000575-1506.pdf.[Funnen13032017].

[45]

ABB,«abb.com,»2011.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/1b0f4fe5db44ec05c12578340059262c/Cast%20coil%20dry-type%20transformers_1LAB000297_en_1st%20edition.pdf.[Funnen13032017].

[46]

ABB,«abb.com,»2014.[Internett].Available:http://new.abb.com/docs/librariesprovider95/transformers-se/abb-eurotrafo-l2v2.pdf.[Funnen13032017].

[47]

ABB,«abb.com,»2012.[Internett].Available:https://library.e.abb.com/public/24d7d4c6d264c394c1257b360037a343/3AJE000124-143_-_no_Brosjyre_trafoservice_-_high.pdf.[Funnen13032017].

[48]

Statnett,«statnett.no,»2012.[Internett].Available:http://www.statnett.no/Global/Dokumenter/Kraftsystemet/Systemansvar/FIKS%202012.pdf.[Funnen10012017].

[49]

Draka,«draka.no,»[Internett].Available:http://media.draka.no/2016/07/Teknisk-Handbok-2010_final-til-web.pdf.[Funnen03032017].

123

10 Vedlegg

Vedlegg1:.Offer_Indar

Vedlegg2:.EBL

Vedlegg3:.Hardeland_Pelton_Hoveddimensjoner

Vedlegg4:.Belastningstap