Protection of the high-voltage equipment with reduced insulation strength

Power transformer is the most expensive equipment on a substation. It is always necessary to get needed benefit with the lowest expenses. Producing of power transformers with reduced insulation strength is one of the possible ways to reduce expenses. Exploitation of such transformers was begun in the end of 70-th in the last century. Protection from overvoltages was done with valve-type magnetic combined surge arresters with increased blanking voltage during switching overvoltages. Nowadays there is the necessity of replacement of those devices. That’s why modernized nonlinear surge arrester was invented. This master’s thesis is focused on the use research of that modernized device in comparison with usual nonlinear surge arresters. The goal is to show the lightning overvoltages level using different types of nonlinear surge arresters and then calculations of the lightning protection reliability.

Kunnan kiinteistöjen energiansäästöpotentiaali

Tämän diplomityön tarkoitus oli selvittää kolmen suomalaisen HINKU-kunnan, Mynämäen, Padasjoen ja Kuhmoisten kiinteistöjen energiansäästöpotentiaali. Työssä käytiin aluksi läpi kunnan kiinteistöjen perustiedot sekä kulutuslukemat, jonka jälkeen kiinteistöihin tutustuttiin kiinteistönhoitajan avustuksella. Tämän jälkeen pyrittiin identifioimaan säästötoimet muutamien yritysten sekä vuorovaikutteisesti kiinteistönhoitajien kanssa. Säästötoimien vaikuttavuuden arvioinnissa hyödynnettiin sähkön ja lämmön tuntimittarointia. Lopuksi tulokset esiteltiin kuntien johdolle. Säästöpotentiaalia löytyi lähes jokaiselta osa-alueelta. Perinteisesti suurin säästöpotentiaali on löytynyt ilmanvaihdosta, mutta tämän työn puitteissa suurimmat säästöt löydettiin valaistuksesta. Etenkin LED-tekniikan kehittyminen on muuttamassa valaistuksen tulevaisuutta. Yksittäisten kohteiden suurimmat säästömahdollisuudet olivat vanhojen öljylämmitysten muuttamisessa maa- ja kaukolämpöön. Myös ilmanvaihdosta löytyi hyvin merkittävä potentiaali useassa kohteessa. Mynämäellä säästöpotentiaalia löytyi kaikkiaan noin 17 % kunnan energialaskusta. Padasjoella ja Kuhmoisissa vastaava luku oli noin 12–13 % kummassakin. Työn laajentaminen muihin kuntiin ei pääosin ole suoraviivaista, koska kuntien rakennuskanta poikkeaa toisistaan ja lisäksi kaikki rakennukset ovat yksilöllisiä. Työ pystyi kuitenkin tuottamaan kohdekunnissa erilaista havaintoaineistoa ja toimenpide-ehdotuksia, jotka toimivat muissa kunnissa herättelijöinä, ideoiden antajina ja tarkistuslistana siihen, miten asiat on hoidettu ja minkälaisiin toimenpiteisiin tulisi ryhtyä.

Yhdysvaltain ja Venäjän kehitteillä olevien viidennen sukupolven hävittäjien kehittämisaikataulu

Suomen F-18 Hornet -hävittäjät on määrä korvata uusilla hävittäjillä 2020-luvun puolivälin jälkeen. Suomi on osoittanut mielenkiintoa kehitteillä olevaan viidennen sukupolven F-35 Lightning II :een, joka on kiinnostuksen kohteena ympäri maailman. Myös Venäjän kehittelemä T-50 on maailmanlaajuisen mielenkiinnon kohteena. Tässä tutkimuksessa vertailtiin neljännen sukupolven hävittäjien kehittämisaikatauluja F- 35:n ja T-50:n kehittämisaikatauluihin. Vertailun perusteella laadittiin arvio F-35:n ja T- 50:n kehittämisaikataulujen tilasta sekä molempien alustavan operatiivisen käytettävyyden (Initial Operating Capability, IOC) saavuttamisajankohdasta. Tutkimuksen pääkysymys oli: Mikä on Yhdysvaltain ja Venäjän kehitteillä olevien viidennen sukupolven hävittäjien tilanne suhteessa edellisen sukupolven hävittäjien kehittämisaikajanaan? Tutkimus on kirjallisuustutkimukseen perustuva deskriptiivinen tulevaisuudentutkimus. Tutkimuksessa havaittiin, että neljännen sukupolven hävittäjien kehittäminen kesti noin 7½ vuodesta 26½ vuoteen. Neljännen sukupolven hävittäjien kehittämisen keskiarvoon nähden F-35A ja F-35C ovat kahdeksan vuotta, F-35B noin kuusi vuotta ja T-50 viisi vuotta jäljessä. Tutkimuksen perusteella voidaan arvioida, että F-35A ja F-35C saavuttavat IOC:n aikaisintaan vuonna 2018, F-35B vuonna 2016 ja T-50 vuonna 2019, mutta todennäköisesti vasta vuonna 2020.

The probabilistic risk analysis of external hazards of an interim storage for spent nuclear fuel

Tässä diplomityössä tehtiin Olkiluodon ydinvoimalaitoksella sijaitsevan käytetyn ydinpolttoaineen allasvarastointiin perustuvan välivaraston todennäköisyysperustainen ulkoisten uhkien riskianalyysi. Todennäköisyysperustainen riskianalyysi (PRA) on yleisesti käytetty riskien tunnistus- ja lähestymistapa ydinvoimalaitoksella. Työn tarkoituksena oli laatia täysin uusi ulkoisten uhkien PRA-analyysi, koska Suomessa ei ole aiemmin tehty vastaavanlaisia tämän tutkimusalueen riskitarkasteluja. Riskitarkastelun motiivina ovat myös maailmalla tapahtuneiden luonnonkatastrofien vuoksi korostunut ulkoisten uhkien rooli käytetyn ydinpolttoaineen välivarastoinnin turvallisuudessa. PRA analyysin rakenne pohjautui tutkimuksen alussa luotuun metodologiaan. Analyysi perustuu mahdollisten ulkoisten uhkien tunnistamiseen pois lukien ihmisen aikaansaamat tahalliset vahingot. Tunnistettujen ulkoisten uhkien esiintymistaajuuksien ja vahingoittamispotentiaalin perusteella ulkoiset uhat joko karsittiin pois tutkimuksessa määriteltyjen karsintakriteerien avulla tai analysoitiin tarkemmin. Tutkimustulosten perusteella voitiin todeta, että tiedot hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ovat epätäydellisiä. Suurinta osaa näistä hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ei ole koskaan esiintynyt eikä todennäköisesti koskaan tule esiintymään Olkiluodon vaikutusalueella tai edes Suomessa. Esimerkiksi salaman iskujen ja öljyaltistuksen roolit ja vaikutukset erilaisten komponenttien käytettävyyteen ovat epävarmasti tunnettuja. Tutkimuksen tuloksia voidaan pitää kokonaisuudessaan merkittävinä, koska niiden perusteella voidaan osoittaa ne ulkoiset uhat, joiden vaikutuksia olisi syytä tutkia tarkemmin. Yksityiskohtaisempi tietoisuus hyvin harvoin esiintyvistä ulkoisista uhista tarkentaisi alkutapahtumataajuuksien estimaatteja.

Applying Nordic Energy Efficiency and Renewable Energy Solutions in Kaliningrad Oblast, Russia

RENSOL (Regional Energy Solutions) project deals with the use of energy efficiency and renewable energy solutions in Kaliningrad Oblast to tackle climate change. Overall objective of the RENSOL work package 1 is to build awareness and knowledge on solutions for energy efficient buildings and street lightning applications. The project report describes available solutions to improve housing energy efficiency.

Применение практик Северных стран по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии в Калининградской области

RENSOL (Regional Energy Solutions) project deals with the use of energy efficiency and renewable energy solutions in Kaliningrad Oblast to tackle climate change. Overall objective of the RENSOL work package 1 is to build awareness and knowledge on solutions for energy efficient buildings and street lightning applications. This project report describes available solutions to improve housing energy efficiency.

Uuden sukupolven taistelukoneiden suorituskyky ja kehitysnäkymät

Tutkielma käsittelee uuden sukupolven taistelukoneita, niiden suorituskykyä ja kehitysnäkymiä. Tutkimus kohdentuu uusimpien sukupolvien kiinteäsiipisiin ilma-aluksiin. Kiinteäsiipi-sellä ilma-aluksella tarkoitetaan monitoimihävittäjää, joka edustaa sotilasilmailun kehit-tyneintä teknologiaa. Kohdevaltioina tutkielmassa on Venäjä ja Yhdysvallat. Tämä tutkielma on luonteeltaan kvalitatiivinen eli laadullinen tutkimus. Tutkielmassa käytetään tiedonkeruumenetelmänä asiakirja- ja tekstianalyysia. Tutkimusongelmana ja tavoitteena on selvittää mitkä ovat uuden sukupolven taistelukoneiden kehityksen suuntaviivat. Tutkimusongelman tueksi on asetettu alakysymyksiä, joiden avulla pyritään helpottamaan varsinaisen tutkimusongelman selvittelyä ja käsittelyä. Alatutkimusongelmat: - Minkälainen on uuden sukupolven monitoimihävittäjä? - Mikä on kohdevaltioiden hävittäjäsuunnittelun tämän hetkinen tila? - Millä tavalla kohdevaltioiden konekalusto eroaa toisistaan? Tutkimusaineistona on käytetty mielipidekirjoituksia, asiantuntijalähteitä, eri toimijoiden sotilasaikakausijulkaisuja ja eri yhteisöjen internet-sivustoja. Tutkielmassa on määritetty kohdevaltioiden tulevaisuuden kehitystrendejä. Yhdysvaltain so-takoneistolla on käytössään ainoa uuden sukupolven monitoimihävittäjä F-22A Raptor. Lisäksi testi- ja koelentovaihetta läpikäyvä F-35 Lightning II saataneen operatiiviseen käyttöön vuonna 2012. Yhdysvallat onkin asettamassa tavoitteita seuraavan sukupolven ilma-alukselle, joka nykyisten suuntaviivojen mukaisesti on todennäköisesti miehittämätön. Yhdysvaltojen suunnatessa katsettaan jo seuraavan sukupolven ilma-alukseen kehittää Venä-jä omaa uuden sukupolven monitoimihävittäjää tavoitteena sen tuotannon aloittaminen aikaisintaan vuonna 2015. Venäjän sotilasilmailun uusimmat modernisoinnit toimivat testialustoina uuden sukupolven monitoimihävittäjälle. Lisäksi niillä on tarkoitus täyttää vanhan kalus-ton ja uuden sukupolven monitoimihävittäjän väliin jäävä aukko. Venäjän sotilasilmailuteollisuuden tulevaisuus riippuu suuresti uuden sukupolven monitoimihävittäjästä. Mikäli se operatiiviseen käyttöön tullessa pystyy täyttämään sille asetetut vaatimukset pystyy Venäjän so-tilasilmailu mahdollisesti siirtämään katsettaan kohti seuraavaa hävittäjäsukupolvea.

Viidennen sukupolven hävittäjien häiveteknologia

Tämän tutkielman tarkoituksena on selvittää viidennen sukupolven hävittäjien häiveteknologian toteutusratkaisuja. On käsitelty miksi häiveteknologiaa tarvitaan sekä vertailtu miten häiveteknologia toteutetaan viidennen sukupolven hävittäjissä. Suomen ilmavoimien päähävittäjäkalusto F/A-18 Hornet edustaa neljättä sukupolvea ja saavuttaa elinkaarensa lopun 2020-luvun lopussa, joten seuraajasta on lähivuosina tehtävä päätös. On siis mahdollista, että seuraajaksi hankitaan jokin viidennen sukupolven hävittäjä häiveteknologialla varustettuna. Viidennen sukupolven hävittäjiä kehitellään ainakin Yhdysvalloissa, Venäjällä, Kiinassa, Intiassa ja Japanissa, mutta tässä tutkielmassa on vertailtu vain Yhdysvaltojen, Venäjän ja Kiinan viidennen sukupolven hävittäjiä. Yhdysvalloilla on tällä hetkellä ainut operaatiokäytössä oleva viidennen sukupolven hävittäjä, Lockheed Martin F-22 Raptor. Raptorin lisäksi Yhdysvalloilla on kehitysvaiheessa oleva Lockheed Martin F-35 Lightning II. Venäjällä on myös kehitysvaiheessa oleva Suhoi PAK FA samoin kuin Kiinalla on Chengdu J-20. Nämä kolme kehitysvaiheessa olevaa viidennen sukupolven hävittäjää on tarkoitus ottaa palveluskäyttöön ennen 2020-lukua. Tutkielman päätutkimuskysymys on, miten häiveteknologia toteutetaan viidennen sukupolven hävittäjissä. Lisäksi tutkielmassa on kaksi alakysymystä. Nämä ovat seuraavat: Miksi häiveteknologiaa tarvitaan? Miten häiveteknologian toteutus eroaa viidennen sukupolven hävittäjissä? Tutkimusmenetelmänä on käytetty kvalitatiivista kirjallisuustutkimusta ja vertailua julkisista lähteistä. Häiveteknologia ei ole mikään uusi innovaatio. Teknologiaa on kehitelty aina 1940-luvulta asti ja yksi tunnetuimmista häivepommikoneista, Lockheed Martinin F-117 Nighthawk, on jo poistunut palvelukäytöstä. Tuolloin häiveominaisuuksien ylläpito ja huolto aiheuttivat merkittäviä kustannuksia tutkasignaalia absorboivien maalien ja materiaalien takia. Viidennen sukupolven hävittäjissä on pyritty vähentämään näiden maalien ja materiaalien käyttöä, jotta käyttökustannukset saataisiin pienennettyä. On panostettu enemmän hävittäjien muodon antamaan suojaan tutkasignaalia vastaan maalien ja materiaalien sijaan. Tämä on nykyaikana mahdollista kehittyneiden tietokoneiden avulla, jotka pystyvät laskemaan optimaalisen muodon hävittäjälle sekä häive- että aerodynaamisten ominaisuuksien kannalta. Tutkasignaalia absorboivia maaleja ja materiaaleja on kuitenkin pakko käyttää erilaisten luukkujen ympärillä sekä muissa reunoissa, joissa muodolla ei saada riittävää vaikutusta.

Yhdysvaltalaisten ja eurooppalaisten ilmasta laukaistavien risteilyohjusten kehitysnäkymät

Tässä tutkielmassa tutkitaan yhdysvaltalaisten ja eurooppalaisten ilmasta laukaistavien ristei-lyohjusten lähitulevaisuuden kehitysnäkymiä. Päätutkimuskysymys on: minkälaisia ovat yh-dysvaltalaisten ja eurooppalaisten ilmasta laukaistavien risteilyohjusten kehitysnäkymät? Tutkielmassa tarkastellaan useita nykyaikaisia risteilyohjuksia, näiden kehitysprojekteja sekä uusia risteilyohjusprojekteja. Käsiteltävät risteilyohjukset ovat AGM-158 JASSM, AGM-129 ACM, TAURUS KEPD 350, Storm Shadow / Scalp EG ja ASMP. Lisäksi tutkimuksessa kä-sitellään näiden ohjusten vanhempia tai uudempia versioita, joihin lukeutuvat AGM-158B JASSM-ER, Apache sekä ASMP-A. Tutkielman tutkimusmenetelminä ovat kirjallisuustutkimus, jonka avulla selvitetään tietoja risteilyohjuksista ja kehitysprojekteista, sekä vertailu, jolla pyritään löytämään kehitysnäkymiä. Vertailun avulla kehitysprojekteista kyetään havaitsemaan laajempia trendejä. Lähdeaineistona tutkimuksessa käytetään IHS Jane’s -tietokantaa, internetlähteitä sekä kirjallisuutta. Tutkimus käsittelee risteilyohjusten tekniikkaa yleisellä tasolla, aiemmin mainittujen risteilyohjusten tekniikkaa tarkemmin, niiden kehitysprojekteja sekä risteilyohjusten kehitysnäkymiä. Vertailun perusteella tutkimuksen tuloksena löydetään lähitulevaisuuden kehitysnäkymille kolme selkeää trendiä. Trendit ovat datalinkin asentaminen, toimintamatkan pidentäminen sekä vaikutusosan kehittäminen. Nämä kolme kohdetta esiintyvät laajalti sekä nykyään käytössä olevien risteilyohjusten kehitysprojekteissa sekä uusissa kehitysprojekteissa. Datalinkin avulla ohjuksiin voidaan olla yhteydessä laukaisun suorittaneesta lentokoneesta tai johtokeskuksesta. Pidentämällä toimintamatkaa ohjus voidaan luonnollisesti ampua kauemmas vihollisen alueelle, tai se voidaan ampua kauempana vihollisen alueelta, jolloin laukaisua on vai-keampi havaita ja laukaisualusta on paremmassa turvassa. Vaikutusosan kehittämisellä pyritään sekä yhä parempaan asevaikutukseen että myös monipuolisuuteen. Keskeisimpänä johtopäätöksenä tutkimuksessa havaitaan, että kehitystä tapahtuu kahdesta syystä. Joko risteilyohjuksille kehitetään korvaajia tai uusilla risteilyohjuksilla vastataan uuteen tarpeeseen. Asejärjestelmien vanhetessa kehitetään uusia järjestelmiä, joilla korvataan poistuvia suorituskykyjä. Toisaalta myös uusi tarve, kuten uudet laukaisualustat, luovat tar-peen kehittää uusia asejärjestelmiä. Tämänkaltaista tarvetta ovat luoneet esimerkiksi F-22 Raptor ja F-35 Lightning -häivehävittäjät.

Valaistuksen käyttö kysynnän jouston resurssina

Työssä tarkoituksena oli tutkia voidaanko valaistuksella toteutettua kysynnän joustoa. Työssä tutustuttiin mahdollisiin markkinapaikkoihin ja kysynnän jousto tarkoittaa. Työssä käydään läpi valaistuksen perusteita, sekä nykyisien ohjaustapojen energiatehokkuutta tukevia ratkaisuja. Tekniselle toteutukselle ei ole estettä, käytännöntoteutukselle esteeksi muodostuu valaistustason muutoksen häiritsevyys. Järjestelmällä voidaan muodostaa valaistukselle hinta mitä halutaan palvelusta maksaa. Työssä tarkasteltiin ohjauksen sijoittamista esimerkkikuormalle.

Pyörivien koneiden ruuviliitosten mitoitus ja mitoitusohjelman laadinta standardien mukaisesti

Työn tarkoituksena oli löytää pyörivien koneiden ruuviliitosten mitoittamiseen parhaiten soveltuva ja kansainvälisesti tunnettu laskentamenetelmä. Tavoitteena oli laatia luotettava mitoitusohjelma, jota käyttämällä suunnittelijoiden työ nopeutuu ja tulokset ovat yhtenäisiä. Työssä vertaillaan pääasiassa standardien EN 1993-1-8 ja VDI 2230 mukaisia ruuviliitosten mitoitusmenetelmiä. Vertailun perusteella standardin VDI 2230 mukainen systemaattinen laskentamenetelmä soveltuu sähkökoneiden vääntöä välittävien ruuviliitosten mitoittamiseen analyyttisistä menetelmistä parhaiten. Laadittu mitoitusohjelma mitoittaa yksittäisen ruuviliitoksen standardin VDI 2230 mukaisesti, antaen tulokseksi lujuustarkasteluraportin. Lujuustarkasteluraportista käy ilmi projektin tiedot, mitoituksen lähtötiedot, lujuustarkastelut, esikiristysmomentti ja kierteen toiminnallisen osan vähimmäispituus. Kehitetty mitoitusohjelma antaa johdonmukaisia tuloksia, mutta ruuvin nimellisulkohalkaisijan automaattinen valinta ei aina mitoita ruuvia riittävän suureksi, jolloin ruuvin nimellisulkohalkaisija on määritettävä manuaalisesti. Ohjelman käyttäminen on suoraviivaista ja nopeaa kun mitoitetaan pyörähdyssymmetrisiä laippaliitoksia, joihin vaikuttaa ainoastaan vääntömomentti. Jos liitokseen vaikuttaa ruuvien pituusakselien suuntainen voima, on liitoksen pelkistäminen yksittäisestä ruuvista koostuvaksi liitokseksi vaikeampaa ja pelkistämiseen saatetaan tarvita elementti-menetelmää.