Rusevern til generator for Remote Hydrolights Pamir-turbin

Abstract

Masteroppgaven omhandler produktutviklingsprosessen og konseptet av et rusevern til to konkrete tverrstrømsturbiner i en avsidesliggende landsby i Afghanistan, kalt Daste Rawat. Uønskede hendelser kan oppstå i turbinanlegget, og per dags dato har ikke generatoren et effektivt vern. Generatoren kan enten få for høye, for lave eller nullspenninger. Dette kalles feilspenninger som kan føre til at generatoren ødelegges og resulterer i at hele generatoren må erstattes. For å forhindre dette er det behov for et beskyttelses- eller reguleringssystem, kalt et rusevern. Den antatt beste løsningen for videreføring og implementering er vurdert og presentert. Turbinanlegget og en elektronisk styrebelastningsenhet er designet og produsert av en hjelpeorganisasjon kalt Remote HydroLight for bruk i fjerntliggende strøk i Afghanistan. Alt utstyr og deler skal kunne produseres og installeres av lokale verksted i Kabul, med den kompetanse, materiale- og komponenttilgang og utstyr som verkstedene har. Det er derfor lagt stor vekt på levering og tilgjengelighet, pålitelighet og simpelhet. En bruker- og bruksanalyse er utarbeidet, og en brukerkravspesifikasjon er gjennomført for å forstå brukernes uttrykte og latente behov og krav. Parallelt er en teknologianalyse gjennomført for å avdekke hvilke teknologier som benyttes i dag og hvilken grad av teknologi som kan brukes. De to analysene er videre brukt til å utarbeide en produktkravspesifikasjon, som menes å gi det beste grunnlaget for videreføring av prosjektet. Videre er en morfologitabell utarbeidet som har ført til fire utvalgte og ulike konsepter. Konseptene er beskrevet og evaluert opp mot hverandre i en poengbasert konseptevalueringsmatrise. Konseptene er sammensatt i den kombinasjonen som menes å gi det beste resultatet sammenlagt. Det endelige konseptet går ut på å stenge volumstrømningen ved å lukke de to allerede installerte innløpsdørene til vannrøret ved kanalen. Dette gjøres med hjelp av en regulerbar elektromagnet. Da trenger man blant annet en transformator, et styrekort, diverse ledninger og en elektromagnet med beskyttelse. Styrekortet må programmeres ved hjelp av C Programming. Ved feilspenninger vil magneten miste sin kraft, slippe ned innløpsdørene, stenge for vannstrømningen og turbinen vil dermed stoppes. Siden det er to uavhengige, men like turbiner, kan man bruke to uavhengige rusevern.Den endelige løsningen er relativt billig, pålitelig, har lav reaksjonstid og er helt automatisk. Materiale- og komponenttilgangen er god for de nødvendige delene, og antas ikke å gi noen større utfordringer. Sammenliknet med de tre andre konseptene er løsningen relativt installasjonsvennlig både med tanke på tid og kompleksitet. Anslag viser at totalkostnaden vil være i størrelsesorden av 500 USD.Det er viktig å merke seg at løsningen kun omhandler det allerede installerte turbinanlegget i landsbyen. Løsningen kan også brukes på nye anlegg som installeres andre steder i framtiden, men det er ikke nødvendigvis det beste alternativet fordi man har langt flere muligheter ved å produsere rusevernet i samme prosess som produseringen av hele turbinanlegget.