Suitability of a centralized backup power system for securing the electrical network of a hospital complex

Tässä diplomityössä arvioidaan, voidaanko sairaalakokonaisuuden hajautetut rakennuskohtaiset varavoimageneraattorit korvata keskitetysti sijoitetulla varavoimajärjestelmällä. Tavoitteena on, että kriittisten toimintojen sähkönsyötön varmuus säilyy tai paranee ja että samalla järjestelmän kokonaiskustannukset sekä käytön ja kunnossapidon vaativuus pienenevät. Tarkastelu kohdistuu keskijännitetasoiseen toteutukseen, jossa varavoimatuotanto liitetään sairaala-alueen 10,5 kV verkkoon ja järjestelmä toimii sähkökatkon aikana saarekkeena. Arviointi perustuu kirjallisuuskatsaukseen, kuormitus- ja mitoituslaskentaan, valmistajakohtaiseen generaattoridokumentaatioon sekä järjestelmätason kustannus- ja riskitarkasteluun. Lisäksi tarkastellaan jakeluketjun yhteisten komponenttien vaikutusta toimintavarmuuteen katkaisijoiden vikaantumisnopeuteen perustuvalla esimerkkilaskennalla. Kuormien luokittelu ja syötönsiirtoaikavaatimukset kytketään kuormanhallintaan siten, että kriittiset varavoimaryhmät voidaan turvata myös tilanteessa, jossa yksi generaattoriyksikkö on poissa käytöstä. Tulosten perusteella keskitetty, keskijännitteellä toteutettu varavoima voidaan arvioida toteutettavaksi laajassa sairaalakokonaisuudessa, kun toteutussuunnittelussa varmistetaan suojaus-, selektiivisyys- ja automaatioratkaisut sekä käyttötilanteiden hallinta. Hyödyt painottuvat pienjännitekaapeloinnin ja jännitetason noston tarpeen vähenemiseen, huollon ja testauksen keskittämiseen sekä polttoainehuollon hallinnan yksinkertaistumiseen. Keskittämisen keskeinen haitta on riippuvuus yhteisistä vikapisteistä, minkä vuoksi vaihtoehtoiset syöttörakenteet, redundanssi ja kuormanhallinta korostuvat ratkaisun toiminnallisina edellytyksinä.