Kannattavuusselvitys eri vaihtoehdoista vähentää lyhyitä sähkökatkoksia Kainuun Energian sähköverkkotoiminnassa

Abstract

Kainuun Energia on ottanut yhdeksi verkkoliiketoimintansa päätavoitteeksi vähentää lyhyitä sähkökatkoksia. Tämän diplomityön tavoitteena on tuottaa kannattavuuslaskentatietoa eri vaihtoehdoista vähentää lyhyitä sähkökatkoksia. Tavoitteena on myös tutkia KAH-arvojen käyttöä verkostoinvestointien kannattavuuden arvioinnissa. Kannattavuuslaskennan tarkoituksena on löytää toimenpiteet, jotka soveltuvat teknistaloudellisimmin käytettäväksi yhtiön jakeluverkossa.

Tässä diplomityössä keskitytään käsittelemään menetelmiä, joihin investoiminen on perusteltua pelkästään lyhyiden sähkökatkosten vähenemisellä. Tehokkaimman menetelmän etsiminen aloitettiin tekemällä tilastotutkimus lyhyiden sähkökatkosten aiheuttajista, jotta potentiaalisimmat toimenpiteet osattaisiin valita jatkotarkasteluun. Kannattavuuslaskennan tueksi selvitettiin, kuinka paljon valitut menetelmät vähentävät lyhyitä sähkökatkoksia Kainuun Energian jakeluverkossa. Maasulkuvirran kompensointi-, eläin- sekä puoliventtiilisuojainvestointien tuottoarviot laskettiin johtolähdöittäin, minkä perusteella johtolähdöt asetettiin kannattavuusjärjestykseen. Investointien tuotto muodostuu lyhyiden sähkökatkosten vähentymisestä, mikä arvotettiin keskimääräisillä ja asiakasryhmäkohtaisilla KAH-arvoilla. Kannattavuuslaskennan tuloksena löydettiin tuottavin menetelmä ja investointijärjestys lyhyiden sähkökatkosten vähentämiseksi. Kannattavimmaksi menetelmäksi osoittautui häiriöalttiiden kipinävälien korvaaminen puoliventtiilisuojilla.

One of the objectives of Kainuun Energia's distribution network business area is to mitigate the short interruptions in its medium voltage (MV) electricity distribution networks. This master's thesis provides a profitability analysis of the options suitable for completing the objective. The main goal is to point out the most applicable options taking the local conditions into account. Existing methods of evaluating the outage cost experienced by customers are also being studied in order to acquire information about using them in network investment planning.

The thesis focuses on options that are designed to improve the power quality mainly by mitigating the short interruptions. Two studies based on interruption statistics were carried out in order support the selection of the most potential option in the profitability calculations. In the first study, causes of short interruptions, and in the second, effectiveness of the options, were estimated. The most potential options chosen were earth fault compensation, animal protection and combination surge arresters. As a conclusion, a list of real MV feeders in order of profitability was provided for every option under consideration. By comparing the reduction in outage costs for the same amount of investment, the most profitable option for the MV network of Kainuun Energia was found. This is to replace the old spark gaps by using combination surge arresters as over-voltage protectors.