Elintarviketehtaan sähköverkon selvitys ja kehittämissuunnitelma

Työssä selvitetään elintarviketehtaan sähköverkon kunto sen suurimpien sähkönsyöttöjen osalta ja lasketaan oikosulkuvirtojen suuruus, kaapeleiden kuormitettavuus ja jännitteenalenemat verkon eri osissa. Laskentatulosten analysoinnin jälkeen esitetään korjaavat toimenpiteet löydettyjen epäkohtien osalta. Lisäksi tarkastellaan tehtaan energiankulutusta ja suunniteltujen energiansäästöehdotuksien vaikutuksia sähköverkon toimintaan. Työssä arvioidaan myös verkon eri osienvikaantumisen vaikutusta tehtaan tuotantoon ja esitetään parannuskeinoja verkon luotettavuuden parantamiseksi. Lopuksi on esitelty suunnitelma sähköverkon laajentamiselle ja käyty läpi tulevien investointien sähköteknistä mitoitusta ja vaikutusta verkon tulevaan tilaan.

Biogeochemistry in acid sulphate soil landscapes and small urban centres in Western Finland

The overall purpose of this thesis was to increase the knowledge on the biogeochemistry of rural acid sulphate (AS) soil environments and urban forest ecosystems near small towns in Western Finland. In addition, the potential causal relationship between the distribution of AS soils and geographical occurence of multiple sclerosis (MS) disease was assessed based on a review of existing literature and data. Acid sulphate soils, which occupy an area of approximately 17–24 million hectare worldwide, are regarded as the nastiest soils in the world. Independent of the geographical locality of these soils, they pose a great threat to their surrounding environment if disturbed. The abundant metal-rich acid drainage from Finnish AS soils, which is a result of sulphide oxidation due to artificial farmland drainage, has significant but spatially and temporally variable ecotoxicological impacts on biodiversity and community structure of fish, benthic invertebrates and macrophytes. This has resulted in mass fish kills and even eradication of sensitive fish species in affected waters. Moreover, previous investigations demonstrated significantly enriched concentrations of Co, Ni, Mn and Al, metals which are abundantly mobilised in AS soils, in agricultural crops (timothy grass and oats) and approximately 50 times higher concentrations of Al in cow milk originating from AS soils in Western Finland. Nevertheless, the results presented here demonstrate, in general, relatively moderate metal concentrations in oats and cabbage grown on AS soils in Western Finland, although some of the studied fields showed anomalous values of metals (e.g. Co and Ni) in both the soil and target plants (especially oats), similar to that of the previous investigations. The results indicated that the concentrations of Co, Ni, Mn and Zn in oats and Co and Zn in cabbage were governed by soil geochemistry as these metals were correlated with corresponding concentrations extracted from the soil by NH4Ac-EDTA and NH4Ac, respectively. The concentrations of Cu and Fe in oats and cabbage were uncorrelated to that of the easily soluble concentrations in the soils, suggesting that biological processes (e.g. plant-root processes) overshadow geochemical variation. The concentrations of K and Mg in cabbage, which showed a low spread and were strongly correlated to the NH4Ac extractable contents in the soil, were governed by both the bioavailable fractions in the topsoil and plant-uptake mechanisms. The plant´s ability to regulate its uptake of Ca and P (e.g. through root exudates) seemed to be more important than the influence of soil geochemistry. The distribution of P, K, Ca, Mg, Mn and S within humus, moss and needles in and around small towns was to a high degree controlled by biological cycling, which was indicated by the low correlation coefficients for P, K, Ca, Mg and S between humus and moss, and the low spread of these nutrients in moss and needles. The concentration variations of elements in till are mainly due to natural processes (e.g. intrusions, weathering, mineralogical variations in the bedrock). There was a strong spatial pattern for B in humus, moss and needles, which was suggested to be associated with anthropogenic emissions from nearby town centres. Geogenic dust affected the spatial distribution of Fe and Cr in moss, while natural processes governed the Fe anomaly found in the needles. The spatial accumulation patterns of Zn, Cd, Cu, Ni and Pb in humus and moss were strong and diverse, and related to current industry, the former steel industry, coal combustion, and natural geochemical processes. An intriguing Cu anomaly was found in moss. Since it was located close to a main railway line and because the railway line´s electric cables are made of Cu, it was suggested that the reason for the Cu anomaly is corrosion of these cables. In Western Finland, where AS soils are particularly abundant and enrich the metal concentrations of stream waters, cow milk and to some extent crops, an environmental risk assessment would be motivated to elucidate if the metal dispersion affect human health. Within this context, a topic of concern is the distribution of multiple sclerosis as high MS prevalence rates are found in the main area of AS soils. Regionally, the AS soil type in the Seinäjoki area has been demonstrated to be very severe in terms of metal leaching, this area also shows one of the highest MS rates reported worldwide. On a local scale, these severe AS soil types coincide well with the corresponding MS clustering along the Kyrönjoki River in Seinäjoki. There are reasons to suspect that these spatial correlations are causal, as multiple sclerosis has been suggested to result from a combination of genetic and environmental factors.

Lämmön ja säteilyn yhteisvaikutukset sähkökaapeleiden ikääntymisessä

Tässä työssä käydään lyhyesti läpi sähkökaapeleiden haurastumisilmiöt säteilyn ja lämmön osalta, näiden yhteisvaikutus kaapelimateriaaleihin sekä yleisimpien ydinvoimalaitoksilla käytettävien kaapeleiden ominaisuuksia. Työssä esitellään myös kaapeleiden kelpoistukseen käytettäviä menetelmiä sekä maailmalla tehtyjä tutkimuksia.

Rovakaira Oy:n keskijänniteverkon kehittämissuunnitelma toimitusvarmuuskriteeristön näkökulmasta

Diplomityössä tavoitteena on etsiä teknistaloudellisimmat ratkaisut sekä tutkia niiden vaikutuksia sähkönjakeluverkoston käyttövarmuuteen ja luotettavuuteen toimitusvarmuuskriteeristön näkökulmasta. Lisäksi työssä esitetään uusi tunnusluku kriteeristön ylityksestä aiheutuvan haitan arvostukseen. Merkittävä osa Rovakaira Oy:n keskijänniteverkosta joudutaan uusimaan lähivuosikymmeninä teknistaloudellisen pitoajan täyttyessä. Verkon uusiminen antaa mahdollisuuden toteuttaa verkkoa nykyisiin vaatimuksiin paremmin sopivilla ratkaisuilla. Kehitysvaihtoehtoina vertaillaan johdon tien varteen siirtoa, maastokatkaisijoiden lisäämistä, pienitehoisten ja päättyvien haarajohtojen korvaamista 1 kV tekniikalla sekä pienoissähköaseman kannattavuutta. Työssä tarkastellaan yksityiskohtaisemmin Sodankylän käyttövarmuuden parantamista sähköasemavian aikana ja alueen kuormituksenkasvuun varautumista.

Liiketoiminnan kehittäminen verkostoitumalla, tutkimus sähkö- ja teleasennustoimialalta

Tällä tutkimuksella annetaan työkaluja pienille mikrotason asennusyrityksille heidän tiellään tuottavampaan ja tehokkaampaan yritystoimintaan. Kehitysmenetelmäksi on valittu verkostoituminen, joka tapahtuu alueellisten toimijoiden kesken ja on lähinnä horisontaalista. Tutkimuksen kohderyhmänä on sähkö-, tele- ja antenniasennusyrittäjät tai alalle aikovat uudet yrittäjät. Luotu malli on sovelias lähes kaikille kiinteistöjen teknisen kunnossapidon alalla toimiville mikroyrityksille. Tutkimuksen teoreettisessa osassa käsitellään verkostoyrittäjyyden perusteita ja syventävästi esitetyn case-mallin mukaista verkostotoiminnan erityispiirteitä. Empiirinen osa koostuu sähköisesti toteutetusta internetpohjaisesta kysely- tutkimuksesta, jonka kohteena on pienet sähkö-, tele- ja antenniasennusyritykset. Kyselytutkimus on toteutettu yhteistyössä alan urakointiliittojen (STUL ry ja SANT ry) kanssa. Kysely noudattaa samoja aihealueita kuin professori Asko Miettisen sähköurakointialalle 1988 toteuttaman raportin SÄHKÖURAKOINTI 2000 kyselylomake pidemmän tarkastelujänteen saamiseksi. Kysely selvittää yritysten nykytilaa ja näkemyksiä alan lähitulevaisuudesta. Empiiristä osaa tuetaan voimakkaasti case- esityksin, jotka pohjautuvat kirjoittajan 40 vuoden yrittäjäkokemukseen tällä alalla, joka on ollut voimakkaastikin lähinnä vertikaalisesti verkottunut. Tutkimus osoittaa, että alan taloudellinen ja toiminnallinenkin kehitys on polkenut paikallaan viimeiset vuosikymmenet, vaikka alan teknologiakehitys on ollut tarkasteluajanjaksona varsin merkittävää. Alan yritysten heikohkojen resurssien vuoks entistä voimakkaampi alueellinen yhteistyö verkostoitumalla on mahdollisuus tuottavampaan yritystoimintaan ja arvontuottoon yritykselle sekä luo mahdollisuuden myös suuntautumisen uusille kehittyneimmille teknologian alueille.

Naisasialiikkeen esiäitejä

Kirjallisuusarvostelu

Innovaatioprosessin alkupään toimintamalli ja päätöksenteko

Työn tavoitteena oli tutkia innovaatioita ja organisaation innovaatiokyvykkyyttä, innovaatiokyvykkyyden taustatekijöitä sekä innovaatioprosessin alkupään (Fuzzy Front End, FFE) sekä siinä tapahtuvan päätöksenteon johtamista. Lisäksi tavoitteena oli suunnitella innovaatioprosessin alkupään toimintamalli selkeyttämään toimintaa prosessin alkupäässä sekä antaa toimenpide-ehdotuksia ja suosituksia. Tutkimuksen teoriaosuus tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Tutkimuksen empiirinen osuus suoritettiin case -analyysinä yrityksen henkilöhaastattelu- ja toimintatutkimuksen muodossa. Innovaatioprosessin alkupäähän on tunnistettu toimintamalleja, joilla selkeytetään ja tehostetaan prosessin alkupään vaiheita. Vaiheet ovat mahdollisuuksien tunnistaminen, mahdollisuuksien analysointi, ideointi, ideoiden valitseminen ja konsepti- ja teknologiakehitys. Innovaatioprosessin rinnalla kulkee päätöksenteon prosessi, jonka suhteen tunnistetaan selkeät päätöksentekokohdat ja kriteerit prosessissa etenemiselle. Innovaatio- ja päätöksentekoprosessiin osallistuu eri vaiheissa sekä yrityksen sisäiset, kuten henkilöstö, että ulkoiset, kuten asiakkaat, toimittajat ja verkostokumppanit, sidosryhmät. Lisäksi innovaatioprosessin toimintaan vaikuttavat johdon tuki ja sitoutuminen, osallistujien kyky luovuuteen sekä muut innovaatiokyvykkyyden taustatekijät. Kaikki nämä tekijät tulee huomioida innovaatioprosessin alkupään mallia suunniteltaessa. Tutkimus tehtiin tietoliikennealan yrityksen tarpeisiin. Yrityksessä on käytössä aloitetoimintaa, mutta sen ei koeta tarjoavan riittävästi ideoita yrityksen tuotekehityksen tarpeisiin. Yrityksen henkilöstön innovaatiopotentiaali on suuri, mikä halutaan hyödyntää paremmin suunnittelemalla yrityksen käyttöön soveltuva, innovaatioprosessin alkupään toimintaan ohjaava, vakioitu ja henkilöstöä ja muita yhteistyötahoja, kuten asiakkaita, osallistava toimintamalli. Toimenpide-ehdotuksina ja suosituksina esitetään innovaatioprosessin alkupään johtamisen toimintamallia. Esitetyssä mallissa määritellään vaiheet, menetelmät, päätöksenteko ja vastuut. Toimintamalli esitetään soveltuen yhdistettäväksi yrityksessä käytössä olevaan innovaatioprosessin loppupään, tuotekehitysprojektien läpiviemisen, malliin.

Techno-Economic Feasibility of Novel On-Line Condition Monitoring Methods in Low Voltage Distribution Networks

The focus in this thesis is to study both technical and economical possibilities of novel on-line condition monitoring techniques in underground low voltage distribution cable networks. This thesis consists of literature study about fault progression mechanisms in modern low voltage cables, laboratory measurements to determine the base and restrictions of novel on-line condition monitoring methods, and economic evaluation, based on fault statistics and information gathered from Finnish distribution system operators. This thesis is closely related to master’s thesis “Channel Estimation and On-line Diagnosis of LV Distribution Cabling”, which focuses more on the actual condition monitoring methods and signal theory behind them.

Keskijänniteverkon maakaapeloinnin kannattavuus

Tämän työn tavoitteena oli löytää tekijöitä jotka vaikuttavat keskijänniteverkon maakaapeloinnin kannattavuuteen. 1950–1970 luvuilla verkkoa rakennettiin halvimmalla mahdollisella tavalla, eikä sähkönjakelun luotettavuuteen kiinnitetty huomiota. Tämä tuo verkkoyhtiöille haasteen vanhoja verkkoja saneerattaessa, sillä keskeytyskustannusten arvostus on noussut merkittävään asemaan. Työssä tarkoituksena oli vertailla avojohdon sekä maakaapeloinnin elinkaarikustannuksia kahden erilaisen johtolähdön avulla. Toisella johtolähdöllä oli suuri julkinen kuorma ja toinen johtolähtö oli pitkä maaseutulähtö jolla esiintyi paljon vikoja. Työssä tarkastellaan myös sähkönjakeluverkon käyttövarmuutta ja maakaapeloinnin ominaisuuksia. Elinkaarikustannuksiin vaikuttavia tekijöitä olivat investointikustannukset, keskeytyskustannukset sekä ylläpitokustannukset. Tuloksista voidaan huomata, että keskeytyskustannuksilla voi olla joissain tapauksissa hyvinkin suuri vaikutus johtolähdön elinkaareen. Pitkillä ja pienitehoisilla johtolähdöillä keskeytyskustannusten merkitys pienenee, eikä kaapeloinnilla saavuteta yhtä suurta hyötyä kuin suuritehoisemmilla lähdöillä.

Epävarmuuden vaikutus strategisiin alliansseihin vuosina 2000-2010

Tässä pro gradu –tutkielmassa perehdyttiin globaalin telekommunikaatiosektorin allianssitoimintaan vuosina 2000-2010. Tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella kvantitatiivisin menetelmin yrityskohtaisen ja makrotaloudellisen epävarmuuden vaikutusta solmittujen allianssien rakenteeseen, muotoon ja osapuolten maantieteelliseen sijaintiin. Lisäksi oli tarkoitus tutkia, kuinka allianssien vuosittainen määrä ja niihin osallistuvien yritysten määrä muuttuu epävarmuuden vaihtelujen myötä. Tutkielman empiirisen rungon muodosti sekundaarinen data SDC Platinum ja Thomson Datastream –tietokannoista. Lopulliseen aineistoon sisältyi 50 maailman suurinta telekommunikaatioyritystä useasta eri maasta. Tilastollinen analyysi suoritettiin logistisen ja paneelidataregression avulla. Tutkielman viidestä hypoteesista vain kaksi vahvistuivat osittain. Kyseiset hypoteesit olettivat epävarmuuden kasvun negatiivista vaikutusta vertikaalisten ja kotimaisten allianssien suosioon yrityksen silmissä. Muut regressiomallit tuottivat ristiriitaisia ja tilastollisesti ei-merkitseviä tuloksia.

Monimoottorikäyttöjen suojaukset, mitoitus ja ohjeistus

Työssä tutkitaan pienitehoisen monimoottoritaajuusmuuttajakäytön yhteismuotovirtojen aiheuttamia ongelmia. Työn tavoitteena on muodostaa monimoottorikäyttöjen toteuttajille opastus, jonka avulla sähkökäytön suunnittelun alkuvaiheessa voidaan ottaa huomioon monimoottorikäytön erikoistarpeita. Työn teoriaosuudessa esitellään taajuusmuuttajan vaihtosuuntaustekniikan aiheuttamia ongelmia, moottorikaapelin mallintamista ja vertaillaan ongelmien ratkaisukeinoja pienitehoisten taajuusmuuttajien näkökulmasta. Yhteismuotoista virtaa tutkitaan mittaamalla rakennetulla monimoottorikäytöllä sekä simuloimalla vaihdellen kaapelin pituutta ja moottorien lukumäärää. Mittaamalla vertaillaan myös virran suodatusratkaisuja. Muodostettu simulointimalli on hyvin yksinkertainen ja luotettavammat virta-arvot saadaankin mittauksella. Kuitenkin työn perusteella voidaan antaa ohjeita monimoottorikäytön suunnittelulle. Esimerkiksi jokaiselle moottorille täytyy suunnitella erillinen suojaus ja taajuusmuuttaja on syytä mitoittaa todellisen kuormavirran mukaan. Yhteismuotoisen virran aiheuttamat ongelmat ovat sitä pienempiä, mitä vähemmän moottoreita on rinnakkain ja mitä lyhyempi moottorikaapelien yhteispituus on.

Active inverter output filtering methods

Frequency converters are widely used in the industry to enable better controllability and efficiency of variable speed AC motor drives. Despite these advantages, certain challenges concerning the inverter and motor interfacing have been present for decades. As insulated gate bipolar transistors entered the market, the inverter output voltage transition rate significantly increased compared with their predecessors. Inverters operate based on pulse width modulation of the output voltage, and the steep voltage edge fed by the inverter produces a motor terminal overvoltage. The overvoltage causes extra stress to the motor insulation, which may lead to a prematuremotor failure. The overvoltage is not generated by the inverter alone, but also by the sum effect of the motor cable length and the impedance mismatch between the cable and the motor. Many solutions have been shown to limit the overvoltage, and the mainstream products focus on passive filters. This doctoral thesis studies an alternative methodology for motor overvoltage reduction. The focus is on minimization of the passive filter dimensions, physical and electrical, or better yet, on operation without any filter. This is achieved by additional inverter control and modulation. The studied methods are implemented on different inverter topologies, varying in nominal voltage and current.For two-level inverters, the studied method is termed active du/dt. It consists of a small output LC filter, which is controlled by an independent modulator. The overvoltage is limited by a reduced voltage transition rate. For multilevel inverters, an overvoltage mitigation method operating without a passive filter, called edge modulation, is implemented. The method uses the capability of the inverter to produce two switching operations in the same direction to cancel the oscillating voltages of opposite phases. For parallel inverters, two methods are studied. They are both intended for two-level inverters, but the first uses individual motor cables from each inverter while the other topology applies output inductors. The overvoltage is reduced by interleaving the switching operations to produce a similar oscillation accumulation as with the edge modulation. The implementation of these methods is discussed in detail, and the necessary modifications to the control system of the inverter are presented. Each method is experimentally verified by operating industrial frequency converters with the modified control. All the methods are found feasible, and they provide sufficient overvoltage protection. The limitations and challenges brought about by the methods are discussed.

Formal development and quantitative verification of dependable systems

-

Pharmacological immunomodulation enhances peripheral nerve regeneration

To assess the effect of N-Acetylmuramyl-L-Alanyl-D-Isoglutamine MDP topically administrated on the regenerating peripheral neurons, twelve male C57BL/6J adult mice were equally distributed into three groups. Four mice underwent unilateral sciatic nerve transection and polyethylene tubulization, with a 4mm gap between the proximal and distal nerve stumps and were implanted with collagen + PBS (COL). Other four animals underwent the same surgical procedure but received collagen + MDP (COL/MDP) inside the prosthesis. Four animals were not operated and served as control group (NOR). After 4 weeks, the regenerated nerve cables were processed for total myelinated axon counting and myelinated fiber diameter measurement. The L5 dorsal root ganglion (DRG) was also removed and sectioned for sensory neurons counting and measurement. The results revealed significant difference (p<0.05) in axonal counting among the groups NOR (4,355±32), COL (1,869±289) and COL/MDP (2,430±223). There was a significant reduction in the axonal diameter in the operated groups (COL=3.38µm±1.16 and COL/MDP=3.54µm±1.16) compared to NOR (6.19µm±2.45). No difference was found in the number of DRG neurons between the experimental groups (COL=564±51; COL/MDP=514±56), which presented fewer sensory neurons compared to NOR (1,097±142). Data obtained indicate that locally applied MDP stimulates peripheral nerve regeneration in mice.

Etäluentamittareiden tuomat tuotteistamismahdollisuudet sähkönmyyjille

Diplomityön tavoitteena oli selvittää etäluentamittareiden mahdollistamia tuotteita ja palveluita sekä niiden toteutettavuutta Mäntsälän Sähkö Oy:ssä. Työssä perehdytään yksityisasiakkaille suunnattuihin palveluihin, joita mittaritekniikka mahdollistaa. Mittarit tulee olla asennettuna 80%:lle verkkoyhtiön sähkönkäyttöpaikoista vuoteen 2014 mennessä. Mäntsälän Sähköllä mittareiden vaihtoprojektin alkamisen vuoksi haluttiin selvittää mahdollisten uusien tuotteiden toteutettavuutta. Työssä esitellään Mäntsälän Sähkö Oy:lle tulevan mittarijärjestelmän. Mittarijärjestelmä käyttää eri tietoliikennetapoja, jotka ovat GPRS, RS485 ja radio. Työ sisältää internet-paneelina suoritetun asiakaskyselyn, jossa selvitettiin asiakkaiden tarpeita ja mielipiteitä mahdollisten uusien tuotteiden osalta. Työssä käsiteltäviä tuotteita ovat kuormanohjaus, kysynnän hintajousto, spot-hinnoittelu, laskutus sekä raportointipalvelu. Kulutuksen hintajousto, kuormanohjaus ja spot-hinnoittelu toimivat toisiaan tukevina tuotteina. Tasasuuruista laskutusta voisi tarjota toteutuneen kulutuksen mukaisen laskutuksen ohessa lisäpalveluna. Raportointipalvelu internetissä on hyvä tapa toimittaa asiakkaalle lain velvoittamat tiedot.