Bachelor projekt Omkobling af Skejby sygehus til Det Nye Universitetshospitals højspændingsring Rasmus Lund Sørensen 01/06-2015
Projekt titel: Fagområder: Projekttype: Forfatter: Samarbejdspartner: Uddannelse: Uddannelsesinstitution: Årgang: Vejleder: Omkobling af Skejby sygehus til Det Nye Universitetshospitals højspændingsring Elinstallationer Bachelorprojekt Rasmus Lund Sørensen ALECTIA A/S Maskinmester 9. semester Jakob Holm Afleveringsdato: 1. juni 2015 Sider: 52 Normalsider: 26,11 Anslag: 62.675 tegn inkl. Mellemrum Antal bilag: 11 Antal tegninger: 7 Rasmus Lund Sørensen Forsidebillede: Tegning af Skejby sygehus og Det Nye Universitetshospital set ovenfra http://www.rg-dnu.dk/imgs/3.jpg Bachelor projekt 1
Abstract This report describes how to switch the high voltage supply of Skejby Sygehus from the existing source to the new high voltage supply in a secure way. The new high voltage supply is made with a much higher level of security and this is why the switchover is a good idea. In the process of choosing the right way to switchover the supply, there has been made three different models which show how to make the connections from the supplying circuits. Model number three was chosen because of the similarity to Det Nye Universitetshospital s connections. To secure the switchover it has also been decided that there always has to be one backup generator to the supplying generator which is delivering the supply while switching the high voltage supply from the old one to the new one. Therefore this report concludes that it is possible to do the switchover to the high voltage supply of Skejby Sygehus without any interruptions in the supply or the operation of the hospital. Bachelor projekt 2
1 Indholdsfortegnelse 1 Indholdsfortegnelse... 3 2 Forord... 5 2.1 Hvorfor dette emne?... 5 2.2 Tak!... 6 2.3 Læsevejledning... 7 2.3.1 Nomenklaturliste... 7 3 Indledning... 8 3.1 Baggrund... 9 3.2 Hypotese... 10 3.3 Problemformulering... 10 3.4 Metode... 10 3.4.1 Indledende teori... 10 3.4.2 Fremgangsmåde hovedafsnit... 10 3.4.3 Fremgangsmåde analysedel... 11 3.4.4 Metodekritik... 11 3.5 Afgrænsning... 11 4 Indledende teori... 12 4.1 Anlægsbeskrivelse... 12 4.1.1 Højspændingsringens dimensioneringsgrundlag... 12 4.2 DNU-ringens opbygning... 13 4.2.1 Koblings- og transformerstationer... 14 4.2.2 Lavspændingsinstallationer... 17 4.2.3 HRV og BSG... 18 4.2.4 Reserveforsyning... 19 4.3 SCADA... 19 4.4 SKS forsyning... 20 4.4.1 Forsyningsområderne D, G, I og N... 21 5 Handlingsplan... 22 5.1 Indledende fase... 22 5.1.1 De indledende møder... 22 5.2 Projekterings-/Planlægningsfasen... 23 5.2.1 Projekteringsmøder... 24 5.2.2 Tidsplanen... 24 5.2.3 Godkendelse... 24 5.3 Udførelsesfasen... 24 5.4 Aflevering... 25 6 Projektforslag... 26 6.1 Forslagene... 26 6.1.1 Forslag 1 (model 1)... 26 6.1.2 Forslag 2 (model 2)... 27 6.1.3 Forslag 3 (model 3)... 28 Bachelor projekt 3
6.2 Del konklusion... 28 7 Beskrivelse af løsningen... 29 7.1 Forsyningsområde G+I... 30 8 Sikring af om koblingen... 31 8.1 Kontrol af generator effekterne... 32 9 Detaljeret beskrivelse af de enkelte omkoblinger... 34 9.1 Forsyningsområde D... 34 9.2 Forsyningsområde N... 36 9.3 Forsyningsområde G... 37 9.4 Forsyningsområde I... 39 10 Risikoanalyse... 42 10.1 Forsyningssikkerheden i dag... 42 10.2 Den nye forsyningssikkerhed... 42 10.3 Personsikkerhed... 42 10.4 Patientsikkerheden... 43 10.5 Generatorsvigt... 43 10.6 Totalsvigt på DNU-ringen... 43 10.7 Analyse... 44 11 Interessentanalyse... 45 11.1 SKS (Bygherre)... 45 11.2 NRGi (Entreprenør)... 45 11.3 DNU-RG... 45 11.4 ALECTIA A/S (Rådgiver)... 46 12 Konklusion... 47 13 Bilag... 48 14 Tegningsliste... 49 15 Figurliste... 50 16 Tabel Liste... 50 17 Litteraturliste... 51 Bachelor projekt 4
2 Forord Denne rapport er udarbejdet under bachelorpraktikken på maskinmesteruddannelsen hos ALECTIA A/S i perioden 2. februar til 1. juni 2015. I bachelorpraktikken skal den studerende afprøve sin opnåede viden i praksis sammen med relevante opgaver og personale som anvist i skolens Q-system (Q-dok 1092, 2014, s. 1): Den studerende skal lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et projekt. Den studerende skal ved at drage sammenhænge mellem erfaring, praktiske færdigheder og teoretisk viden kunne identificere og analysere problemstillinger, der er centrale i forhold til professionen som maskinmester. Den studerende skal tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem og skal gennem projektarbejdet lære systematisk problemformulering og problembehandling samt indsamling og analyse af datamateriale, herunder relevante resultater fra forskning og udvikling. Ud fra mit ønske om at komme i praktik i en virksomhed der arbejder med rådgivning inden for maskinmesterfagets arbejdsområder og mine interesse områder, dog primært el, valgte jeg at tage kontakt til ALECTIA A/S, da jeg igennem en ven der er ansat ved ALECTIA A/S havde hørt om deres spændende arbejdsopgaver og deres organisation, hvor der lægges stort vægt på tværfagligheden og samarbejdet mellem de forskellige faggrupper. Det mener jeg er et godt sted for en maskinmester at arbejde, da man med sin brede vifte af kompetencer vil kunne flyde rundt i organisationen og udføre forskellige rådgivende opgaver både inden for el, ventilation, miljø og vvs. 2.1 Hvorfor dette emne? Allerede første dag i praktikken blev jeg taget med til et møde, hvor der skulle kigges på to af de nuværende generatorforsyninger på det eksisterende Skejby sygehus (SKS), da de i skrivende stund ikke kan levere den ønskede mængde effekt ved en eventuel fejl i det offentlige net. I det sammenhæng var der drøftelse om hvordan dette problem skulle løses nu og her, med en Bachelor projekt 5
midlertidig løsning, og hvordan det skal løses på længere sigt. Dette lød som et meget spændende projekt og blev derved starten på denne rapport, da det ret hurtigt stod klart at SKS skal flyttes over på Det Nye Universitetshospitals højspændingsring (DNU-ringen). Dette laves for at have et sygehus med så ensartet nødforsyning, som muligt, og herved også hæve sikkerhedsniveauet på SKS. DNU-ringen har i etape 1 backup af fire styks dieselgeneratoranlæg som automatisk starter op ved svigt i netforsyningen. 2.2 Tak! Jeg vil gerne rette en stor tak til ALECTIA A/S, for at de ville have mig som praktikant i min bachelor praktik. Særligt for at de har indvilliget mig så meget i hverdagen, som rådgivende ingeniør og givet mig lov til at deltage aktivt, samt ladet mig deltage i møder og diskussioner om hvorledes tingene skulle laves på den ene eller den anden måde. Ved ALECTIA A/S vil jeg gerne sige tak til: Geo Viftrup Mikkelsen, afdelingsleder i Installationer nord. For at tage mig som praktikant i hans afdeling, og sørge for at jeg fik fundet et relevant emne til mit bachelorprojekt. Erik Jensen, Chefrådgiver(EL) i Installationer nord For at tage godt i mod mig fra dag et i praktikken, og lade mig deltage aktivt i hans arbejde igennem hele praktikperioden, samt for at hjælpe mig med at komme frem til et godt projekt, og altid være behjælpelig med at svare på spørgsmål. Martin Kallesø-Hansen, Senior projektleder(el) i Installationer nord. For at være behjælpelig med at svare på spørgsmål, og sammen med Erik, tage mig med til relevante møder iht. mit bachelorprojekt. Hos NRGi skal der også lyde en stor tak til Anders Flak Warming, der har været meget behjælpelig med at fremskaffe tegninger og andet materiale om DNU-ringen og installationer som NRGi er en del af omkring SKS og DNU. Bachelor projekt 6
Ligeledes skal der lyde en tak til Jakob Holm for at være behjælpelig som vejleder under min bachelor og for at sørge for at projektet holdte sig inden for sine rammer. 2.3 Læsevejledning I denne læsevejledning beskrives de brugte forkortelser i rapporten og nomenklaturliste. Dette gøres for at sikre, at læseren ikke bliver i tvivl om, hvad eventuelle forkortelser eller benævnelser står for, og for at skabe en ensartethed igennem rapporten. Det forventes ligeledes at læseren af denne rapport har god viden og kendskab til maskinmesterfaget og dets faglige områder, for at sikre den fulde forståelse af indholdet i denne rapport. 2.3.1 Nomenklaturliste AUH Aarhus Universitetshospital AUS Arbejde under spænding BSG Brendstrupgårdsvej den sydlige transformerstation på DNU-ringen DNU - Det Nye Universitetshospital DNU-ringen Den nye højspændingsring hvorfra sygehusets el- og nødstrøm forsynes DNU-RG Rådgiver gruppen der projekterer DNU HRV Herredsvej, den nordlige transformerstation på DNU-ringen LAUS Lavspændings arbejde under spænding MLP Mollerup transformerstation der forsyner BSG og HRV NOV Nordvest, den nordvestlige transformerstation i Aarhus RLS Rasmus Lund Sørensen SKS Det eksisterende Skejby sygehus Sygehuset Det samlede nye sygehus bestående af SKS og DNU Bachelor projekt 7
TA Teknisk afdeling Tegning Tegning X referere til de efter bilag vedlagte tegninger(1-7) UPS Uninterruptable Power Supply 3 Indledning Denne rapport omhandler processen for tilslutning af Skejby sygehus (SKS) på den nye højspændingsring (DNU-ringen) der er etableret rundt om Det Nye Universitetshospital(DNU). Rapporten er udarbejdet igennem samarbejde mellem ALECTIA A/S, DNU-rådgivergruppen og SKS TA. Jeg har i dette sammenhæng været en del af ALECTIA A/S rådgiverteam, og har udarbejdet dette konkrete forslag til, hvordan denne omkobling og tilslutning skal forgå. ALECTIA A/S er et rådgivende ingeniørfirma med ca. 700 ansatte på landsplan, fordelt på kontorer i Virum (hovedkontor), Odense, Kolding og Aarhus. Firmaet beskæftiger sig med næsten alt inden for rådgivningsopgaver og er opdelt i 4 divisioner, Building, Process, Environment, Energy & Water og Leadership, Health & Safety. Praktikken har forgået i Building divisionen og i installationsafdelingen, hvor der arbejdes med alle former for bygningsinstallationer, hvor denne rapport er blevet udarbejdet i el afdelingen. Det Nye Universitetshospital (DNU) DNU har beliggenhed bag SKS og bliver på 250.000 m 2. Dertil bliver ca. 50.000 m 2 af de eksisterende 160.000 m 2 på SKS ombygget, så DNU og SKS indeholder alle de ønskede funktioner. De to sygehuse ligger på et område på 1 km 2. DNU og SKS vil i fremtiden skulle indeholde alle AUH faciliteter, det vil betyde at i processen med opførelsen af DNU, vil man nedlægge de tre eksisterende hospitaler i Aarhus by (Tage-Hansens gade, Nørrebrogade og P.P. Ørumsgade) og overfører deres nuværende funktioner til Sygehuset. Dertil bliver psykiatrisk hospital i Risskov også flyttet til DNU. Derudover bygger man også en helt ny partikelterapi funktion. Bachelor projekt 8
Sygehuset vil til sammen blive Aarhus største arbejdsplads med mere end 9.000 ansatte og vil dagligt håndtere mere end 4000 patienter. (rg.dnu.dk, 2015) 3.1 Baggrund Formålet med dette projekt er, at beskrive hvordan der kan udarbejdes en plan for, at SKS bliver koblet på DNU-ringen uden at driften af SKS påvirkes. Opgaven med at finde en løsning på, hvordan SKS bliver koblet på DNUringen, er kommet i takt med at processen med DNU er skredet frem, og man har ønsket at SKS skal kobles på DNU-ringen. DNU-ringen har et meget større sikkerhedsniveau, end den nuværende højspændingsforsyning der i dag forsyner SKS. Det har ikke altid været planen at SKS skulle kobles på DNU-ringen. Da der i starten blev bevilliget penge til DNU projektet var der kun afsat midler til at lave et nyt hospital. Der er dog hen ad vejen blevet ændret i det først projekterede. Disse ændringer har bl.a. indeholdt en større ombygning af SKS, hvilket har medført at den først afsatte grænseflade mellem DNU og SKS, er blevet ændret. Dette gør at man nu har flere grænseflader der skal behandles for at få de to sygehuse til at spille sammen som en helhed når DNU tages i brug. Én af de grænseflader er nødstrømsanlæggene. Hvordan får man dem ensartet, og derved skaber en højere sikkerhed i en nødsituation, hvor der helst ikke skal være flere forskellige måder anlæggene skal håndteres på for at genetablere elforsyningen via reserveforsyningen? Denne proces er yderligere fremskudt nu, da man har konstateret et akut problem med den nuværende generatoreffekt i bygning D og N. Problemet er at man ved eventuelle svigt i det offentlige forsyningsnet vil kunne få problemer med at leverer den fornødne effekt der er brug for i disse to bygninger. Derfor er der opstået et akut problem, som der bør laves en midlertidig løsning til med det samme, og ligeledes hurtigst muligt sørges for at der bliver etableret en permanent løsning, der giver den ønskede forsyningssikkerhed på SKS. Bachelor projekt 9
3.2 Hypotese Det forventes at dette projekt vil påvise, hvordan det vil være muligt at udføre en omkobling af SKS uden at der vil ske nogen driftsforstyrrelser. Samtidig med at der vil være meget korte perioder hvor der vil være forringelse af sikkerheden på forsyningen. 3.3 Problemformulering Dette giver anledning til at stille følgende spørgsmål: Hvordan sikres omkoblingerne af SKS til DNU-ringen, uden at påvirke driften af SKS? 3.4 Metode Indgangsvinklen til denne rapport vil være positivistisk rettet. Med dette menes der at der gås videnskabeligt til værks ift. analyser, beregninger, indsamling og behandling af data og arbejdet generelt. Der er i forbindelse med denne rapport blevet søgt viden i skrevne rapporter udarbejdet af DNU-RG og NRGi, i forbindelse med projekteringen og udførelsen af DNU og DNU-ringen. Ud fra det læste er der blevet vurderet, hvordan denne opgave har skullet løses. Viden er ligeledes blevet søgt gennem samtaler med specialister på området. 3.4.1 Indledende teori I den indledende teori forklares, hvordan DNU-ringen er opbygget og fungere iht. projektet med omkoblingen af SKS og hvordan de enkelte elementer spiller en rolle i de ting der skal tænkes over og overvejes, når der laves ændringer i forsyningen til et hospital i drift, hvor der udføres meget intensive behandlinger, som f.eks. hjerteoperationer. 3.4.2 Fremgangsmåde hovedafsnit I hoveddelen behandles den præsenterede teori fra den indledende del, og de indsamlede informationer og opnået viden der er tilgået igennem intro-, planlægning- og byggemøder. Samt samtaler med de ansatte rådgivere og bygherrens ansvarshavende på projektet. Ud fra de indsamlede oplysninger er der Bachelor projekt 10
blevet udarbejdet nogle forslag til hvordan omkoblingerne sikres, så de medfører mindst mulig gene for hospitalet i drift. 3.4.3 Fremgangsmåde analysedel I analysedelen vil der blive kigget objektivt på de indsamlede informationer i hovedafsnittet og der vil blive analyseret på dem, for at se hvordan det bedst muligt vil kunne lade sig gøre at gennemføre projektet med succes. Dette vil gøres ved, at dele analysen op i flere områder, og vurdere de enkelte dele. Det gøres for at få belyst løsningsmetoden bedst muligt. 3.4.4 Metodekritik Der kan ses kritisk på måden denne opgave er løst på, da den kun er blevet vurderet og analyseret ud fra egne observationer, og det derfor ikke er sikkert andre vil kommer frem til den samme løsning af dette projekt. Derfor bliver der lavet en analyse på flere aspekter i projektet for at sikre at det er den bedst mulige løsning der bliver valgt. Samtidig vil det kunne diskuteres om den valgte løsning, bliver den bedste løsning økonomisk set. 3.5 Afgrænsning Dette projekt vil kun omhandle, hvordan der sikres en sikker omkobling af SKS til DNU-ringen. Derfor vil der ikke gås i dybden med det økonomiske perspektiv af projektet. Projektet vil udelukkende arbejde med, hvordan den nye installation på SKS vil blive udført og hvordan omkoblingerne sikres, uden det idriftværende SKS vil blive udsat for udkoblinger eller lignende driftsforstyrrelser. Der vil derfor heller ikke blive kigget på om der er ting i den nuværende lavsspændingsinstallation der skal laves om i installationen efter hovedtavlerne, efter tilslutning af SKS til DNU-ringen. Der vil derfor ikke blive kigget på, hvordan det eventuelt vil påvirke DNUringen at SKS bliver koblet på. Bachelor projekt 11
4 Indledende teori Denne teoridel vil beskrive DNU-ringen og hvordan de tilkoblede anlæg fungere. Dertil vil hovedafsnittet forklare hvordan omkoblingerne kommer til at foregå og hvordan det sikres at de ikke forstyrre SKS drift. 4.1 Anlægsbeskrivelse Dette afsnit beskriver hvordan DNU-ringen er etableret og hvordan de to nye transformerstationer er udført. Samt hvordan der med DNU-ringen er en meget højere forsyningssikkerhed. 4.1.1 Højspændingsringens dimensioneringsgrundlag DNU-ringen er udført af NRGi på bestilling af DNU-RG, og er blevet etableret for at sikre den størst mulige forsyningssikkerhed på DNU og nu også på SKS. SKS har hidtil været koblet på den ene af de tre eksisterende højspændingsringe der forsyner Aarhus. For at have et udgangspunkt for projekteringen af DNU-ringen og for at vide, hvor meget kapacitet DNU-ringen skal leverer til sygehuset, er der for Sygehuset blevet beregnet en samlet belastning, som dimensioneringsgrundlag for etableringen af ringen. (bilag 1, s.9-10) Estimeret maksimal belastning for Det Nye Universitetshospital (KF 2011) er, som følger: Bygninger N1-4: 100.000 m2 6,0 MVA Bygninger S1-5: 90.000 m2 5,4 MVA Bygninger Forum: 30.000 m2 1,8 MVA Nybygninger i alt: 220.000 m2 á 60 VA/m2 = 13,2 MVA I alt: 13,2 MVA (Etape 1) Estimeret maksimal belastning for det fuldt udbyggede hospitalskompleks er, som følger: KF 2011-projekt, nybygninger: 220.000 m2 á 60 VA/m2 = 13,2 MVA Eksisterende Skejby Sygehus, inkl. Fase 0 og Uni: 180.000 m2 á 60 VA/m2 = 10,8 MVA Bachelor projekt 12
Udvidelse til fuldt udbygget hospital, herunder forsyningsby, forum m.v.: 150.000 m2 á 60 VA/m2 = 9,0 MVA Psykiatrisk hospital: 50.000 m2 á 60 VA/m2 = 3,0 MVA I alt: 36,0 MVA Med en estimeret samtidighedsfaktor på 0,9 fås en maksimal belastning på 32 MVA. Med denne udregning kan der ses at DNU-ringen skal kunne levere 32 MVA. For at sikre den bedst mulige forsyningssikkerhed vil den enkle af de to ringe skulle kunne levere de 32 MVA, hvis der opstår en fejl på den ene ring. 4.2 DNU-ringens opbygning DNU-ringen er forsynet fra en 60 kv ringforsyning, der forsynes fra MLP og kommer først til HRV og videre til BSG. Herfra forsætter den ind til CHB. Denne ring fortsætter videre til NOV og VRI og ender i MLP igen, som angivet på nedenstående figur 1. Ringen drives som en åben ring. Det vil sige at der altid vil være et åbent punkt i ringen. På denne måde sikres det, at hvis der sker fejl mellem MLP og HRV kan forsyningen kobles ind så den kommer fra CHB i stedet for. (Se figur 1) Figur 1: Billede af 60 kv nettet i nord Aarhus (Redigeret udsnit fra bilag 2) Bachelor projekt 13
DNU-ringen består af fire halve ringe en østlig blå og grøn, og en vestlig blå og grøn. Hver af de blå og grønne ringe består af to stk. højspændingskabler, der skiftevis forsyner en koblingsstation. Dette er gjort for at fordele lasten ligeligt på de forskellige kabler. Både den blå og den grønne ring er store nok til at overtage hele lasten fra hospitalet, hvis der skulle ske en fejl der medføre at den ene ring vil blive koblet ud grundet fejlen. Dimensioneringen der ligger til grund for at hver af de to ringe vil kunne tage hele lasten er beregnet ud fra, at der er valgt at ligge to kabler i hver side af hospitalet. Det vil sige, hvis der er ligelig belastning hele vejen, så vil hver side skal kunne klare en belastning på 16 MVA, dvs. 8 MVA pr kabel. Det er derfor valgt at udføre ringen med 3 x 300mm 2 + 35 mm 2 PEX-S-AL kabler (bilag 4, s6). Dette er gjort da hver leder i dette kabel kan tåle en belastning på 450 A, og når hvert kabel skal kunne klare 8 MVA vil en kontrol af kablerne være: I ringleder = S N = 8 106 = 307,92 A 3 U n 3 15 103 I 300Max = 450 A, bilag 3 I ringleder < I 300Max = 307,92 A < 450 A OK Herved kan det ses, at der er dimensioneret med en hvis sikkerhedsmargin for at sikre et driftssikkert net. De to forsyninger ligger ligeledes to på hver deres side af den nye ringvej der er ført rundt om sygehuset. Den grønne ring er fremført på indersiden og den blå på ydersiden. Dette er gjort for at holde en god afstand mellem de to forsyninger, så risikoen for at de begge ville kunne blive beskadiget samtidig er meget lille. 4.2.1 Koblings- og transformerstationer DNU-ringen er udført så der kan etableres koblingsstationer de steder der er brug for en forsyning ind til sygehuset. Koblingsstationer er indrettet med koblingstavler, der er koblet op til NRGis SCADA system. Det betyder at NRGi kan overvåge og styrer de forskellige forsyninger ind til sygehuset. Fra koblingsstationerne går der en 3 x 50mm 2 + 16 mm 2 PEX-S-AL kabler(bilag 4, s6), som forsyning ind til sygehuset. Her er der i kælderplan placeret to 1250 Bachelor projekt 14
kva 15/0,4 kv transformere, en for hver af de redundante forsyninger. Transformerne tilhører NRGi, sammen med hele højspændingsnettet. Det er først efter indgangsafbryderen i hovedtavlen, at installationen overgår til sygehusets eget ansvarsområde. Dette er for at sikre at NRGi kan styre DNU-ringen helt ind til de enkelte hovedtavler og styre hvilke af de to forsyninger der forsyner den enkle tavle. For stikledningerne ind til sygehuset er der udarbejdet en belastning og kortslutningskontrol. Det er her valgt at udføre en kortslutningskontrol for stikledningen da det har været mulig at få oplyst indstillingerne for koblingstavlernes afbryder, hvilket ikke har været mulig for bryderne efter 60/15 kv transformeren. Det vurderes dog, at hvis stikledningen kan klare kortslutningsniveauet, vil selve DNU-ringen også kunne klare kortslutningsniveauet, da der kun er en minimal forøgelse af modstanden i ringledningen inden første koblingsstation på DNU-ringen fra hovedstationen, se tegning 7. Derfor antages det at der er samme kortslutningsniveau efter første koblingsstation, som på 15 kv skinnen i hovedstationen. Belastningskontrol I Stikledning = S transformer 3 U n = I 50Max = 160 A, bilag 3 1250 103 = 48,11 A 3 15 103 I Stikledning < I 50Max = 48,11 A < 160 A OK Kortslutningskontrol af leder I k3fmax = 5,59 ka, bilag 4, s 19 I kmaxleder = 4,7 ka, bilag 3 EA tid = 0,05, bilag 4, s 2 I kmaxleder > I k3fmax EA tid + EA egentid 4,7 > 5,59 0,05 + 0,1 4,7 > 2,165 OK! Bachelor projekt 15
Kortslutningskontrol af skærmen I k2fmax = 4,84 ka, bilag 4, s 19 I kmaxskærm = 3,2 ka, bilag 3 EA tid = 0,05 s, bilag 5, s 2 I kmaxleder > I k3fmax EA tid + EA egentid 3,2 ka > 4,48 ka 0,05 s + 0,1 s 3,2 ka > 1,74 ka OK! (Elektroteknik 5, 2012, s. 159-161) Herved er det kontrolleret at de valgte dimensioner for både højspændingsringen og stikledningerne er de korrekt valgte for højspændingsinstallationen. (bilag 1) Bachelor projekt 16
4.2.2 Lavspændingsinstallationer Lavspændingsinstallationen på DNU er udført sådan, at den enkelte transformer kun vil blive belastet med maksimal 50 % under normal drift. Dette er gjort af driftssikkerhedsmæssige grunde således, at hvis der skulle ske svigt på den ene transformer, vil den tilhørende lavsspændingstavle kunne kobles sammen med nabo tavlen der bliver forsynet fra den anden transformer, som bliver forsynet fra den anden ring (Se figur 2). Lavspændingstavlerne er ligeledes forberedt til etablering af aktive filtre til reducering af overharmoniske forvrængninger. (bilag 1) Figur 2 Tegning af hovedtavler tilslutning på DNU (Tegning 1, s 3) Bachelor projekt 17
4.2.3 HRV og BSG HRV og BSG er de to transformerstationer der forsyner DNU-ringen. De to stationer er identiske. Hver station består af 2 stk. 60/15 kv transformere, der kan forsyne både den grønne og blå ring. Transformerne kan hver levere 16 MVA, så de til sammen kan levere de ønskede 32 MVA, som er nok til at forsyne Sygehuset. Fra den ene transformer går forsyningen til fordelingsskinne 1. På denne fordelingsskinne kan man styre om forsyningen skal komme fra transformerne (det offentlige net), fra den anden fordelingsskinne, eller om den skal forsynes fra generatorerne (reserveforsyningen). Denne skinne forsyner både ringens øst og vest side, som vist på figur 3. Transformerstationerne er designet og bygget specifik til formålet, de bliver ligeledes kun 50 % bygget i første etape. Dette er gjort da de 16 MVA i første etape kan levere nok effekt til at forsyne de første færdigbyggede dele af DNU. Fordeling af belastningerne er som forklaret i afsnit 4.1.3. (bilag 1) Figur 3 Udsnit af tegning over HRV ved fuldt udbygget Sygehus (Tegning 2) Bachelor projekt 18
4.2.4 Reserveforsyning Både HRV og BSG er udført med fire generatorer i første etape, med mulighed for at udbygge dem med 4 mere, når sygehuset er fuldt udbygget og hele kapaciteten skal kunne leveres. Hver generator kan levere 2,5 MVA og hele generator systemet er dimensioneret efter princippet n+1 pr. station. Det vil sige at der altid vil være en af generatorerne der er backup, hvis der sker en fejl på en af de andre. Dette er igen gjort for at højne sikkerhedsniveauet på forsyningen. De 2,5 MVA store generatorer er 16 cylindere MTU lavspændingsdieselgeneratorer der er koblet til hver deres Step-Up transformer der omformere spændingen til 15 kv som er koblet til fordelingsskinnen. For at sikre at generatorerne skal kunne starte op så hurtigt som muligt står de altid og er opvarmet med 45 o C fjernvarme. Dette sikre at de ikke tager skade af at bliver belastet straks efter opstart. Dette er påkrævet af sygehuset, da meget af den kritiske last på sygehuset, der ikke er UPS forsynet, kræver at hvis forsyningen svinger til under 10 % af den nominelle spænding, skal reserveforsyningen overtage. Dette skal ske ifølge standarden Krav til specielle installationer eller områder Medicinske områder DS/HD 60364-7-710:2012. 710.556.5.2.1.2, If the voltage at the main distribution board drops in one or several line conductors by more than 10 % of the nominal voltage, a safety power supply source shall assume the supply automatically. The supply transfer should be achieved with a delay in order to cater for auto re-closure of the circuit-breakers of incoming supplies (short-time interruptions) I det efterfølgende afsnit vil det blive beskrevet i hvilken rækkefølge de forskellige forsyninger vil blive prioriteret og indkoblet. (bilag 1) 4.3 SCADA Der vil på hele mellemspændings anlægget, reserveforsyningen og frem til lavspændingsafgangene til hovedtavlerne blive lavet SCADA overvågning med Bachelor projekt 19
en høj grad af automatisering, for at sikre størst mulig forsyningssikkerhed. SCADA systemet vil blive lavet redundant og vil kunne betjenes fra SCADA rummet i HRV, BSG og kan fjernbetjenes herfra. Der vil ligeledes blive oprettet decentrale styrings- og overvågningsmuligheder i generatorrummene i HRV og BSV, i alle koblingsstationer og i transformerog lavspændingshovedtavlerum. Det er SCADA systemets opgave at sørge for styringen af forsyningen, derfor er det programmeret på følgende måde ved udfald i nettet. Hvis der sker et forsyningssvigt fra den ene transformer, omkobles der til nabo transformeren. Hvis der sker et forsyningssvigt på den ene ring, omkobles der til den anden ring. Hvis der sker et forsyningssvigt i HRV eller BSG omkobles alt belastningen til modsatte forsyning. Hvis der sker et forsyningssvigt på begge transformerstationer kobles reserveforsyningen (dieselgeneratorene) ind på anlægget. Hvis reserveforsyningsanlægget indkobles skal transformerne i nettet indkobles efter givende prioritet, højtprioriterede transformere skal indkobles inden for 15 sekunder. Dette er ca. en tredjedel af transformerne. Når de er indkoblet starter den anden sekvens, hvor lavt prioriterede transformere indkobles, dette er også ca. en tredjedel og til sidst kobles tekniske anlæg ind, svarende til ca. den sidste tredjedel. Herved kan det konstateres at det kun vil være i yderste nødstilfælde at reserveforsyningsanlægget indkobles. Det er kun hvis alt anden form for offentlig elforsyning svigter, at reserveforsyningen opstartes. (bilag 1) 4.4 SKS forsyning SKS 180,000 m 2 er delt op i seks forsyningsområder D, G, I, N, R og V. Forsyningsområde V er det nyeste og er bygget som start på DNU projektet i 2011, derved er område V allerede bygget efter DNU princip og derfor klar til at blive forsynet af DNU-ringen. Forsyningsområde R er under ombygning og i Bachelor projekt 20
forbindelse med denne ombygning bliver området forberedt til tilkobling til DNU-ringen. Det er derfor ikke nødvendigt at arbejde med de to områder på sygehuset. 4.4.1 Forsyningsområderne D, G, I og N De fire forsyningsområder er alle tre bygget op med tre stk. 630 kva transformere der hver forsyner egen hovedtavle. Hvert forsyningsområde har egen reserveforsyning bestående af to til tre stk. lavspændingsgeneratorer der kan forsyne SKS i tilfælde af fejlsvigt i det offentlige net. Alle transformere, hovedtavler og generatoranlæg er placeret ved siden af hinanden i kælderen, som vist på figur 4. Opbygningen af SKS nuværende tilgange kan ses på hovedledningers diagrammerne i tegning 3-6. Højspændingsringen der forsyner SKS i dag kommer fra Skejby, føre videre til forsyningsområde N, og går videre til områderne G, I, D og til sidst R hvorfra ringen igen kører ind i Skejby. Højspændingsforsyningen fortsætter helt ind i kælderen på SKS, da koblingstavlerne står ved siden af de tre transformere som de forsyner. Hver transformer forsyner en hovedtavle. (bilag 10 og 11) Ved forsyningsområde D, G, I og N står koblingstavlerne i eget koblingsrum ved siden af transformerne i kælderen på SKS. Koblingstavlen fordeler så forsyningen ud til de tre transformere. Figur 4 Billede over forsyningsområderne på SKS (RLS) Bachelor projekt 21
5 Handlingsplan Formålet med handlingsplanen er at skabe et overblik over hvad og hvordan projektet skal gennemføres, samt hvilke faser projektet skal gennemgå. På den måde er handlingsplanen et styringsværktøj der er medvirkende til at få projektet sikkert i mål. Handlingsplanen deles op i 4 faser: 1. Indledende fase 2. Projekteringsfasen 3. Udførelsesfasen 4. Opfølgningsfasen Ud fra de 4 faser skulle der kunne sikres, at projektet bliver styret korrekt hele vejen og hvis der skulle begynde at ske afvigelser fra det planlagte, vil man hurtigt kunne reagere på det. 5.1 Indledende fase I den indledende fase skal det afklares og sikres at det giver mening at starte op på dette projekt. Der skal udredes hvad der ligger til grund for projektet og hvorfor det overhovedet skal gøres. Derfor skal der afholdes møder mellem SKS TA og ALECTIA A/S hvor det belyses, hvorfor vi skal have omkoblet SKS til DNU-ringen, og hvilke fordele og ulemper der eventuelt er ved denne opgave. Dernæst skal der undersøges hvilke risici der kan være ved sådan en omkobling. 5.1.1 De indledende møder De første indledende møder er et udspring af, at det er blevet konstateret at den nuværende generatorkapacitet i to af forsyningsområderne på SKS ikke kan leverer den nødvendige reserveforsyning ved en fejl i den offentlige forsyning. Der er ud fra dette scenarie blevet undersøgt om tilslutningen til DNU-ringen kan fremskydes eller om der skulle findes en midlertidig løsning. En undersøgelse viste, at det absolut hurtigste man ville kunne koble SKS på DNU-ringen Bachelor projekt 22
ville være inden for 9-12 måneder. Det blev derfor besluttet, at der skal udføres en midlertidig løsning, for at sikre hurtigst muligt, at der er fuld reserveforsyning til rådighed på hele SKS. Da den midlertidige løsning bliver etableret med lejede generatorer, skal det stadig planlægges at der hurtigst muligt bliver sørget for at SKS forsyningsområde D og N bliver koblet på DNU-ringen og dens reserveforsyning. 5.1.1.1 SKS ønsker i forhold til omkoblingerne SKS TA ønsker at der hurtigst muligt bliver arbejdet med en løsning på at koble SKS på DNU-ringen, for at minimere eventuelle lejeudgifter udover de fastsatte 12 måneders leje af de midlertidige generatoranlæg. Derfor skal der arrangeres nødvendige møder for at få afklaret hvordan DNU er koblet på ringen. Herunder hvordan afdeling R bliver forsynet efter en ombygning, der bliver gennemført af DNU. Såfremt afdeling R bliver koblet på DNU-ringen, vil det mest fornuftige være at sørge for en ensartet tilslutning af afdeling R som resten af SKS eller DNU for at der bliver en ensartet reserveforsyning på hele Sygehuset. I en nødsituation er det vigtigt at der ikke opstår tvivls spørgsmål om hvordan den ene eller anden afdelingen skal kobles om, for at sikre at den er koblet rigtigt på reserveforsyningen. 5.1.1.2 NRGi s muligheder for til slutning af SKS til DNU-ringen NRGi er klar til at kunne starte på processen med etableringen af de nye koblingsstationer der skal etableres for at koble SKS på DNU-ringen, og bestilling af nye 15/0,4 kv transformere, som skal indsættes i stedet for det eksisterende generatoranlæg. Det er oplyst af DNU-RG at der er lagt tomrør under den nye ringvej og ind til bygningerne sådan at den nye vej ikke skal graves op, eller der skal skydes nye højspændingsledninger under den nye ringvej. (Møde med NRGi, 6/3-2015) 5.2 Projekterings-/Planlægningsfasen Dette afsnit beskriver hvordan planlægningen af projektet skal forgå og hvordan der skal arbejdes med at planlægge projektet og hvilke møder der skal Bachelor projekt 23
holdes mellem rådgiver (ALECTIA A/S), bygherre (SKS TA) og entreprenør (NRGi). 5.2.1 Projekteringsmøder På projekteringsmødet er NRGi, SKS og ALECTIA A/S til stede for at fastsætte hvordan opgaven præcis ønskes udført. Ud fra det aftalte på dette møde vil ALECTIA A/S udarbejde et projektforslag der skal beskrive hvordan projektet skal gennemføres og på hvilken måde NRGi skal udføre deres installationer til forsyning af SKS. Ligeledes hvordan de ombyggede transformerrum skal udføres og hvordan nedtagningen af de nuværende lavspændingsgeneratorer kan gennemføres for at gøre plads til de nye transformere som skal etableres på den frigjorte plads, når generatorerne er fjernet. 5.2.2 Tidsplanen Der skal udarbejdes en tidplan i samarbejde med NRGi og SKS hvor det skal planlægges i hvilken rækkefølge omkoblingerne af bygningerne udføres. Dette skal gøres for at koordinere, hvornår NRGi skal have de forskellige koblingsstationer og kabeltræk udført, så omkoblingen kan udføres i den rækkefølge der passer SKS bedst. Det er under hele projektet SKS TA der bestemmer hvornår der kan udføres arbejde de forskellige steder, da det er dem der har kontakten til sygehusafdelingerne, som kan blive påvirket af udførelsen af projektet. 5.2.3 Godkendelse Det udarbejdede projektforslag skal inden start på udførelsesfasen godkendes af bygherren. Derfor vil projektforslaget blive fremsendt til godkendelse i god tid inden projektets opstart, for at sikre at projektet bliver udført som bygherren ønsker. 5.3 Udførelsesfasen Udførelsesfasen vil bestå af ugentlige runderinger og byggemøder, hvor projektets proces vil gennemgås, og eventuelle problemer eller ændringer i projektet vil blive behandlet. Herudover vil projektets stade og fremdrift blive gennemgået, ligesom den kommende uges arbejde planlægges. Bachelor projekt 24
Det daglige arbejde vil være et samarbejde mellem NRGi, den udførende part, og SKS TA, for at sikrer færrest mulige gener i forhold til hospitalets drift. Under udførelsesfasen skal ALECTIA A/S orienteres, hvis der opstår uforudsete problemer ved arbejdet med klargøring og omkoblingerne. 5.4 Aflevering Det regnes med at der afholdes aflevering på hvert forsyningsområde. Ved aflevering af hver del af projektet, skal det dokumenteres at installationen er i orden: Dette dokumenteres ved spændings- og isolationstest af alle forsyninger, samt termografering af alle samlinger og tilslutninger. Herudover dokumenteres alle maksimalafbryders indstillingsværdier. Dokumentationen indsættes i et færdigt afleveringsdokument, som også indeholder en drifts- og vedligeholdelsesvejledning. Bachelor projekt 25
6 Projektforslag I dette afsnit vises et udarbejdet forslag til hvordan man skal koble SKS til DNU-ringen og hvordan det tænkes udført uden at forstyrre driften på SKS. Driften af SKS har i denne proces en meget høj prioritet og det er derfor meget vigtigt at der undgås udkobling af sygehuset. Skal det bliver nødvendigt, bør det ske efter aftale med sygehuset, og det må på ingen måde ske pludseligt. 6.1 Forslagene I projekteringsfasen vedrørende omlægningen af SKS forsyningen til DNUringen, har der været udarbejdet 3 forskellige forslag til, hvordan de nye forsyninger til SKS kan etableres. De 3 modeller er udført for at sikre den mest optimale omkobling af SKS. De er udarbejdet efter forskellige principper hvor der både er arbejdet med at genbruge meget af den eksisterende højspændingsinstallation og andre hvor det tilstræbes at få SKS nye højspændingsforsyning til at ligne den løsning som er udført på DNU. 6.1.1 Forslag 1 (model 1) Det første forslag bygger på genbrug af store dele af den eksisterende installation. Hvor SKS eksisterende installation bibeholdes og der etableres en ny koblingstavle, der vil være forsynet både fra den grønne og blå ringforbindelse, dog uden at være dækket af reserveforsyningen på ringene. Reserveforsyningen skal komme fra de eksisterende lavspændingsgeneratorinstallationer. Den eksisterende installation kan bibeholdes ved at splejse den nye højspændingsforsyning på de gamle stikledninger. Derved minimeres arbejdet på selve SKS så meget som muligt. Denne løsning er klart den mest G G Figur 5 Model 1 (RLS) simple at udføre. Ulempen ved denne løsning er dog at den langt fra ligner, hvad der er etableret på DNU. Forslaget er som vist på figur 5. Bachelor projekt 26
6.1.2 Forslag 2 (model 2) I det andet forslag vil dele af de eksisterende stikledninger ind til SKS skulle genbruges. Den eksisterende ringledning der er sløjfet mellem de forskellige forsyningsområder vil skulle genbruges således, at den ene af de to sløjfeledninger der går til koblingstavlen, vil forblive i koblingstavlen imens den anden ende bliver koblet på den blå forsyning i en ny koblingsstation. Den anden sløjfeledning skal omlægges til en ny koblingstavle og derfra forsyne de nye transformere. Disse indsættes hvor de eksisterende lavspændingsgeneratorer står. I den anden ende vil de blive koblet på den grønne forsyning i en ny koblingsstation. I dette forslag vil der blive brug for nye koblingstavler både ved transformerne, men også i de nye koblingsstationer således at NRGi vil kunne styre, hvilken forsyning der forsyner Nyt Omlægges Eksisterende Figur 6 Model 2 (RLS) den enkelte transformer. I dette forslag vil reserveforsyningen komme fra de to nye hovedstationer BSG og HRV, og der er derfor ikke brug for de eksisterende lavsspændingsgeneratoranlæg, som derfor udskiftes med de nye transformere. Dette forslag er mere omfattende anlægsmæssigt end forslag 1. Dernæst vil det også være mere komplekst at håndtere i en nødsituation, da der er 2 koblingstavler mere på samme forsyning end på de andre forsyninger. Hvilket vil øge risikoen for at udføreren forkert omkobling, og derved sætte SKS forsyningssikkerhed under øget risiko. Forslaget er som vist på figur 6. Bachelor projekt 27
6.1.3 Forslag 3 (model 3) I det tredje forslag vil der blive lagt 6 nye stikledninger ind til hvert af de områder der skal forsynes fra DNU-ringen. Tre fra hver af de nye koblingsstationer dvs. tre fra den blå ring og tre fra den grønne ring. Hver forsyning skal forsyne egen transformer, derfor skal der opsættes 3 nye transformere som opstilles hvor de nuværende lavspændingsgeneratorer er placeret. Koblingstavlerne for dette forslag vil være placeret ude i de nye koblingsstationer. I dette forslag vil reserveforsyningen komme fra de to nye hovedstationer BSG og HRV, hvorfor der ikke er brug for de eksisterende lavsspændingsgeneratoranlæg og de kan derfor udskiftes med de nye transformere. Nyt Eksisterende Dette forslag er klart det anlægsmæssige mest omfattende forslag. Forslaget er meget Figur 7 Model 3 (RSL) tæt på den løsning der er gennemført i DNU-ringen til DNU. Forslaget er som vist på figur 7. 6.2 Del konklusion Ud fra de tre tegnede projektforslag er fordele og ulemper blevet diskuteret og der er fundet frem til dette: Forslag 1 - Fordele o Mindst omlægningsarbejde o To forskellige højspændingsforsyninger - Ulemper o Lokalt styrede lavspændingsgeneratoranlæg o Ikke reserveforsynet fra ringen Bachelor projekt 28
Forslag 2 - Fordele o Reserveforsynet fra ringen o To forskellige højspændingsforsyninger - Ulemper o Omlægningen påvirker både områderne D, G og I samtidig o Dobbelte koblingstavler Forslag 3 - Fordele o Reserveforsynet fra ringen o To forskellige højspændingsforsyninger o Samme princip som DNU der medfører ens betjening, hvorved risiko for omkoblingsfejl minimeres - Ulemper o Stort anlægsarbejde Ud fra de opstillede primære fordele og ulemper er det valgt, at det mest anvendelige forslag er model nummer tre. Dette er valgt i.h.t. at man med dette princip etablerer en forsyning der ligner den løsning der er valgt til DNU mest muligt. Derved skabes der også et ensformigt princip for forsyningerne og reserveforsyningerne på hele sygehuset. Dette vil i en fejlsituation gøre betjeningen af reserveforsyningen mere enkelt og sikker. 7 Beskrivelse af løsningen Ud fra tegningerne med de tre forskellige modeller for mulig omlægning af SKS forsyningen, er det fundet at model tre er den bedste mulighed, da det vurderes at det vil skabe det højest mulige driftssikkerhedsniveau for den fremtidige drift af SKS. Det vurderes ligeledes at det er den løsning, hvor der er mindst risiko for udfald på forsyningen af SKS under omlægningen. Model nummer tre er også klart at anbefale, da der ved denne løsning kan arbejdes på et enkelt forsyningsområde ad gangen. Det er derfor muligt at starte i forsyningsområde D og N, da der her er lejet midlertidige generatorer ind for at Bachelor projekt 29
kunne sikre den ønskede mængde reserveforsyning i tilfælde af en fejl på forsyningsnettet. For at omkoble forsyningen til DNU-ringen efter model nummer tre, skal følgende arbejde udføres inden den enkelte omkobling i forsyningsområderne: Etablering af to nye koblingsstationer på DNU-ringen, en på den blå forsyning og en på den grønne forsyning. Nedgravning af seks nye stikledninger til hvert forsyningsområde. En for hver af de tre nye transformere og for hver af de tre eksisterende transformere. Dvs. tre stikledninger fra hver koblingsstation. Fremføring af NRGi SCADA fiber kabler. Det ovenfor nævnte arbejde skal udføres for at koble SKS over på DNUringen. I forbindelse med udførelsen er det meget vigtigt at der ved nedgravningen af de seks nye stikledninger holdes en afstand mellem kablerne og til de eksisterende højspændingskabler, således at der ved dette, og fremtidigt gravearbejde ikke sker beskadigelser af flere kabler samtidigt. 7.1 Forsyningsområde G+I Områderne G og I vil blive udskudt til senere omkobling, da det i første etape af bygningen af reserveforsyningen til DNU-ringen ikke er blevet projekteret med den belastning som en tilkobling af SKS vil medføre. Derfor ønskes der kun tilkobling af områderne D+N for at begrænse den ikke indregnede belastning på DNU-ringen. Det menes dog at det er forsvarligt at koble områderne D og N på DNUringen, da der ikke vil være fuld belastning af DNU i den første periode, inden etape 2 af reserveforsyningen vil bliver tilbygget. Efter den fuldt udbyggede reserveforsyning og færdiggørelsen af DNU-ringen, vil det være muligt at tilkoble områderne G+I til DNU-ringen. I områderne G+I vil den ombygning og tilslutning af SKS ske på samme måde som i D+N. Da begge er bygget op af tre transformere og kræver derved en udvidelse med yderlige tre nye transformere, når det eksisterende lavspændingsgeneratoranlæg fjernes. Bachelor projekt 30
8 Sikring af om koblingen I dette projekt er den primære opgave at sikre, at der ikke sker nogen fejl, mens forsyningen omlægges fra den gamle højspændingsforsyning og over til DNU-ringen. For at sikre at der ikke sker nogen former for afbrydelse af SKS under omkoblingen er der gjort en del tanker om hvorledes denne omkobling kan udføres. I disse tanker har man også tænkt over hvorledes man kan prioritere, at der er så kort tid som muligt hvor der ikke er reserveforsyning på SKS ved de enkelte omkoblinger. For at sikre denne omkobling mest muligt, er det valgt at dele opgaven op i flere mindre dele. Dette gøres ved at afgrænse hver enkelt omkobling til kun at bestå af en transformer og på den måde berøre forsyningen til SKS mindst muligt. Der vil det i stedet for én omkobling i hvert forsyningsområde blive til 12 omkoblinger på de nuværende transformere, og derefter tilslutning af de 12 nye transformere, der skal indsættes i stedet for de eksisterende lavspændingsgeneratoranlæg. For at sikrer omkoblingen yderligere er der også valgt at der skal være en backup generator ved hver omkobling, således at hvis der skulle opstå drift forstyrrelser på den forsyningsleverende generator, vil det være muligt at opstarte backupgeneratoren og lade den overtage forsyningen. Når man har koblet de eksisterende transformere på DNU-ringen, vil man opnå en forsyning som også omfatter reserveforsyningen, og det er derfor sikkert at fjerne de eksisterende generatoranlæg. Herefter er det nu muligt på sikker vis at installere de nye transformere uden at påvirke forsyningssikkerheden. På den måde sikres det, at der under hele omkoblingen vil være samme forsyningssikkerhed, og derfor give mindst mulig forstyrrelse for SKS. Dette vil skabe den bedst mulige overgang fra den gamle højspændingsforsyning til DNU-ringen og derved en forøgelse af forsyningssikkerheden på SKS. Det giver også den samme kørering og ensartethed med DNU og derved et sygehus hvor hele elforsyningen er udført på samme måde og herved opnåes et komplet sygehus hvor forsyningssikkerheden er på det aller højeste niveau. Bachelor projekt 31
Før selve omkoblingen af SKS kan starte er det meget vigtigt at følgende er udført: Alle de materialer der skal bruges til at tilslutte den nye forsyning, skal være indkøbt, leveret på stedet og klargjort. Således at der ikke skal ledes efter materialer der mangler, når den gamle forsyning er slukket og omkoblingen er begyndt. Generatoranlægget der skal forsyne bygningsområdet mens forsyningen omkobles skal inden påbegyndelse af omkoblingen være ny-serviceret, og været testet med fejlfri kørsel i mindst 30 min inden omkoblingen må påbegyndes. Det skal sikres at dagtanken og jordtanken er helt fyldt med dieselolie inden start af omkoblingen. Der skal i hele omkoblingenstiden være en generator specialist tilstede der skal overvåge og kontrollere at generatoranlægget under hele forløbet kører og ikke er i risiko for at fejle. I koblingsstationerne på blå og grøn forsyning skal alt arbejdet være 100 % færdigt, så vidt muligt testet og klargjort til drift, inden der startes på omkoblingen. Når alt dette er udført, er der klar til at blive koblet om. For selve omkoblingen er der blevet udarbejdet en udførelig trin-for-trin plan for dette (se afsnit 9). Dette er gjort for at sikre at alt bliver udført i den rigtige rækkefølge, og for at minimere risikoen for fejl. 8.1 Kontrol af generator effekterne For at sikre at omkoblingen kan lade sig gøre, og at der er nok generator effekt hvis der skulle ske et nedbrud på den enkelte generator, er der udarbejdet et skema der viser at der er tilstrækkelige generator effekt til rådighed uanset hvilken en generator der levere forsyningen til den enkelte transformer hvor der foretages omkobling. Bachelor projekt 32
Tabel 1 Kontrol af generator kapacitet for omkoblingerne Forsyningsområde/transformer Forbrug (kw) Generator 1 (kw) Generator 2 (kw) Generator 3 (kw) D-1 9 449 449 D-2 346 449 449 D-3 434 449 560 G-1 293 648 728 G-2 119 648 728 G-3 305 648 728 I-1 280 648 1000 I-2 244 648 1000 I-3 193 648 1000 N-1 214 449 320 N-2 84 449 320 N-3 176 449 320 Ud fra Tabel 1 kan det ses at alle generatorer er store nok til at leverer den nødvendige effekt. Tallene for Tabel 1 kommer fra bilag 6-9, der er screen dumps fra SKS effektforbrug en formiddag, hvor spidsbelastningen på SKS optræder. Det vurderes ligeledes at sandsynligheden for, at der sker nedbrud på en generator samtidig med nedbrud i nettet er meget lille. Hvis der skulle ske nedbrud på en generator vil man kunne få denne op og kører igen, så hurtigt at denne risiko ikke ses som værende sandsynlig. Bachelor projekt 33
9 Detaljeret beskrivelse af de enkelte omkoblinger I det efterfølgende er der illustreret hvorledes omkoblingerne ønskes udført for at sikre størst mulig forsyningssikkerhed under omkoblingerne. Alle de nye transformere er alle unavngivet da NRGi endnu ikke har bestemt hvad de nye transformere skal hedde. Alle diagrammene i de efterfølgende afsnit er tegnet ud fra CTS billederne på bilag 8-11. Der er på tegning 7 indtegnet hvorledes den ønskede løsning med model 3 skal udføres, hvor der ønskes at koblingsstationer skal placeres på DNUringen og hvor de nye transformerstationer skal placeres. Der er ligeledes vist på tegning 7 hvor der er placeret koblingsstationer der skal forsyne DNU. 9.1 Forsyningsområde D I forsyningsområde D er der 3 styk generatorer, der er tilsluttet som vist på figur 8. De striplede linjer der vises er kabler der er lagt midlertidig i forbindelse med, at der har været et akut behov for ekstra generator kapacitet i forsyningsområde D. Omkoblingen for forsyningsområde D vil foregå i tre trin, som beskrevet i det efterfølgende. Figur 8 Tegning af nuværende installation i forsyningsområde D (RLS) Planen for trin et i D er, at der skal startes ved transformer 1683-1, hvor man inden afbrydelse opstarter og klargøre generator 1 til indkobling, når den meldes klar og er synkroniseret ind med nettet gives der lov til at den overtager Bachelor projekt 34
lasten for transformeren og kobler netforsyningen ud. I de 10 timer der er afsat til omkoblingen af transformer 1683-1 holdes generator 2 klar for at kunne overtage forsyningen for generator 1, hvis der skulle opstå en fejl på generator 1. Derved er der 100 % backup på reserveforsyningen under omkoblingen. Samme procedure gentages for omkoblingen på transformer 1683-2, hvor der her kun startes en af de to generatorer mens den anden holdes klar, hvis eventuel driftsproblemer skulle opstå. Når omkoblingen på både transformer 1683-1 og -2 er udført, er der nu reserve forsyning på begge disse forsyninger fra DNU-ringen og trin et er udført og der startes på trin to. I trin to startes der med at afbryde den midlertidige forbindelse mellem generator 1 og 2, så generator 2 kan tilkobles med generator 3, så der også vil være en reserve generator under omkoblingen af transformer 1683-3. Under omkoblingen af transformer 1683-3 vil det være generator 3 der levere forsyningen. Se figur 9. Figur 9 Tegning af trin to i omkoblingen af D (RLS) Når trin to er overstået er der nu reserveforsyning på alle tre transformere sammen med forsyningen fra DNU-ringen, og det er muligt at begynde på trin tre. I trin tre fjernes generatorerne så der frigives plads til de nye transformere. Efter generatorerne er fjernet, indsættes de tre nye transformere og installeres. Installationen vil indbefatte den korrekte afskærmning og rumindretning Bachelor projekt 35