Vianrajausautomaation käyttöönottosuunnitelma jakeluverkkoyhtiölle

Abstract

Vuonna 2013 voimaan tullut sähkömarkkinalaki 588/2013 on johtanut jakeluverkkojen toimitusvarmuuksien paranemiseen. Kyseinen sähkömarkkinalaki asettaa ehdot sähkönjakeluverkon säävarmuudelle niin, että jakeluverkkojen tulisi olla säävarmoja vuoteen 2028 mennessä. Ensisijaisena menetelmänä toimitusvarmuuden parantamisessa on ollut maakaapelointi, mutta vianrajausautomaatio on nostanut suosiotaan verkostoautomaation lisääntyessä. Vianrajausautomaatiolla tarkoitetaan automaattista vianhoitoa, jossa automatiikka paikallistaa vikapaikan sekä erottaa sen terveestä verkosta.

Työn tavoitteena oli muodostaa Nurmijärven Sähköverkko Oy:lle konkreettinen vianrajausautomaation käyttöönottosuunnitelma ja tarkastella sen taloudellisia vaikutuksia. Suunnitelman lisäksi työssä tarkasteltiin vianrajausautomaatioon kuuluvia komponentteja ja niiden toimintaa osana automaatiota. Työssä haastateltiin järjestelmätoimittajia sekä Nurmijärven Sähköverkko Oy:n verrokkisähköyhtiötä, jolla vianrajausautomaatio on käytössä keskijännitejakeluverkossa jo vuodesta 2015.

Työssä tehtiin myös simulaatio, jossa tarkasteltiin vianrajausautomaation vaikutuksia johtolähtöjen elinkaaren aikaisiin keskeytyskustannuksiin. Tarkastelussa oli kaksi skenaariota, joista ensimmäinen kuvasi pelkän vianrajausautomaation käyttöönoton vaikutuksia. Toisessa skenaariossa analysoitiin, että miten käsikäyttöisten erottimien päivittäminen kaukokäyttöisiksi vaikuttaa vianrajausautomaation kanssa johtolähdön elinkaarikustannuksiin. Simulaation tuloksista nähtiin, että vianrajausautomaatiolla saatavat säästöt ovat suurimmat johtolähdöissä, joissa on paljon kuormaa sekä suuri vikaantumistaajuus. Suurin simulaatiossa saatu säästö yhdellä johtolähdöllä oli 110 000€ elinkaarikustannuksissa.

Työssä esitellään käyttöönottoprosessin vaiheet. Käyttöönottoprosessin vaiheet voidaan jakaa kolmeen testausosioon, parametrisointiosioon sekä seurantaosioon.

Työn tulosten perusteella voidaan todeta, että vianrajausautomaation käyttöönotolla saavutetaan säästöjä Nurmijärven Sähköverkko Oy:n sähkönjakeluverkon johtolähdöillä. Säästön lisäksi vianrajausautomaatio vähentää vikatilanteissa syntynyttä kiirettä ja stressiä.

Electricity market act 588/2013 published in 2013 has led to the improvement of electricity distribution grids security of supply. This electricity market act states terms for weatherproof distribution grid so that distribution grids should be weatherproof by 2028. The primary method for improving the security of supply has been underground cabling but automatic fault location, isolation and supply restoration (FLIR) automation has increased its popularity since the number of remote-controllable devices have increased.

The aim of this thesis is to construct a FLIR deployment plan for Nurmijärven Sähköverkko Oy. In addition to the deployment plan thesis presents components of the FLIR system. System suppliers and another electricity distribution operator were interviewed in this work. The interviewed system operator has been using FLIR in the distribution grid since 2015.

A simulation was also constructed in this thesis to find out FLIR’s effects on the life cycle costs of feeders. The analyses were conducted in two scenarios. The first scenario described only the effects of the FLIR deployment in the distribution grid. The second scenario analysed what if some of the manually operated disconnectors on the feeder were upgraded into remote-controlled operation while using FLIR in the grid. Simulation results showed that the largest savings are obtained in feeders that have a high loading and a high fault frequency. According to the simulation, the biggest savings in one of the feeders were about 110 000€.

The steps of FLIR deployment are showed in this work. The deployment plan’s steps can be divided into three testing sections, parametrization section, and monitoring section.

Based on the results of this thesis, it can be stated that the FLIR system will decrease the life cycle cost of Nurmijärven Sähköverkko Oy’s distribution grid. Moreover, FLIR decreases the pressure and stress from the person on call when a fault occurs in the grid.