Tarveperusteinen kunnossapito-ohjelma sähköverkkoyhtiölle
Vettervik, Antti (2023)
2023
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-06-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202306096640
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202306096640
Tiivistelmä
Työssä päivitettiin sähköverkkoyhtiö Leppäkosken Sähkö Oy:n kunnossapito-ohjelma. Työssä tutkittiin myös IoT-sensoreiden käytettävyyttä sähköverkon toimintaympäristössä. Aiheita tutkittiin asiantuntijahaastatteluiden ja kirjallisuuskatsauksen avulla. Haastatteluita pidettiin yhteensä 14. Haastateltavina olivat tarveperusteisia kunnossapitoratkaisuja tarjoavien yritysten edustajia sekä Leppäkosken Sähkö Oy:n oma henkilökunta. Työssä keskityttiin ilmajohtojen, jakelumuuntamoiden, jakokaappien ja erottimien kunnossapitoon.
Perinteisesti sähköverkon kunnosta on huolehdittu aikaperusteisin kuntotarkastuksin. Kyseinen käytäntö voi johtaa lialliseen tai liian vähäiseen kunnossapitoon. Uudessa toimintatavassa kunnossapitoa aletaan toteuttamaan tarveperusteisesti, millä pyritään toiminnan tehostamiseen. Sähköverkon kunnon ylläpito on tärkeää, sillä yhteiskunta on riippuvainen sähkön saannista ja sen merkitys korostuu entisestään tulevaisuudessa.
Kunnossapito-ohjelman luonti aloitettiin perehtymällä sähköverkon toimintaympäristöön ja erityisesti sähköverkkoyhtiöiden toimintaa ohjaavaan viranomaisvalvontaan. Sen jälkeen paneuduttiin kunnossapidon strategioihin. Teoreettisen tarkastelun jälkeen tutustuttiin käytännön kunnossapidollisiin ratkaisuihin. Tämän jälkeen käsiteltiin sähköverkon kunnonvalvontaa IoT-sensoreita hyödyntäen. Lopuksi esitellään päivitetty kunnossapito-ohjelma.
Työn tuloksena on päivitetty kunnossapito-ohjelma, jonka mukaisesti ilmajohtoverkko tullaan tarkastamaan säännöllisesti ilmatarkastuksina. Keskijänniteverkko tullaan raivaamaan tarveperusteisesti raivaustarveanalyysin perustella. Raivauksien yhteydessä kokeillaan pilottihanketta, jossa raivaajat tarkastavat myös pylväiden lahoisuusasteen ja suorittavat pientöitä. Hankkeen avulla voidaan välttää erillinen kävelytarkastus. Pienjänniteverkossa raivaukset tullaan jatkossakin toteuttamaan aikaperusteisesti.
Myös maakaapeliverkon komponentteja tullaan tarkastamaan aikaperusteisina tarkastuksina. Työssä esitellään uudenlainen ratkaisu, jossa Leppäkosken Sähkö Oy:n omat sähköasentajat suorittavat osan tarkastuksista muiden töiden ohella niin kutsuttuina oheistarkastuksina. Niitä voidaan suorittaa esimerkiksi muuntamoiden imurointien ja kaapelinäyttöjen yhteydessä. Hyödyntämällä oheistarkastuksia voidaan erilliset tarkastuskäynnit kohteilla välttää. Oheistarkastuksien avulla pyritään tehostamaan toimintaa vähentämällä siirtymistä aiheutuvia kustannuksia.
Tutkimuksen perusteella muuntajille ja jakokaapeille ei suositella laajamittaista sensorointia. Sen sijaan erityiskohteisiin sensoreita suositellaan. Erityiskohteita ovat korkean riskin kohteet, kuten koulujen lähistöllä olevat puistomuuntajat. Sensoreilla tullaan valvomaan ensisijaisesti rakenteiden kuntoa ja ovien tilaa. Sensoroinnilla tavoitellaan turvallisuuden parantamista. Kauko-käyttöisten erottimien kunnonvalvonnassa tullaan hyödyntämään erottimien jo olemassa olevia ominaisuuksia. Osalle kaukokäyttöisistä erottimista voidaan suorittaa etämittauksia, jolla seurataan erottimen ohjauksen vaatiman liike-energian suuruutta ja akuston kuntoa.
Työn perusteella voidaan todeta, että kunnossapito-ohjelman päivitys oli tarpeellista. Sen avulla voidaan saavuttaa taloudellisia hyötyjä ja turvata sähköverkon toimintavarmuus entistä paremmin. IoT-sensoreista on suoritettava lisätutkimusta, jotta niiden aiheuttamat hyödyt tunnetaan paremmin. Leppäkosken Sähkö Oy:n on suoritettava lisäselvitys kaukoerottimille, jotta mittauksista kerättyä dataa voidaan alkaa hyödyntämään.
Perinteisesti sähköverkon kunnosta on huolehdittu aikaperusteisin kuntotarkastuksin. Kyseinen käytäntö voi johtaa lialliseen tai liian vähäiseen kunnossapitoon. Uudessa toimintatavassa kunnossapitoa aletaan toteuttamaan tarveperusteisesti, millä pyritään toiminnan tehostamiseen. Sähköverkon kunnon ylläpito on tärkeää, sillä yhteiskunta on riippuvainen sähkön saannista ja sen merkitys korostuu entisestään tulevaisuudessa.
Kunnossapito-ohjelman luonti aloitettiin perehtymällä sähköverkon toimintaympäristöön ja erityisesti sähköverkkoyhtiöiden toimintaa ohjaavaan viranomaisvalvontaan. Sen jälkeen paneuduttiin kunnossapidon strategioihin. Teoreettisen tarkastelun jälkeen tutustuttiin käytännön kunnossapidollisiin ratkaisuihin. Tämän jälkeen käsiteltiin sähköverkon kunnonvalvontaa IoT-sensoreita hyödyntäen. Lopuksi esitellään päivitetty kunnossapito-ohjelma.
Työn tuloksena on päivitetty kunnossapito-ohjelma, jonka mukaisesti ilmajohtoverkko tullaan tarkastamaan säännöllisesti ilmatarkastuksina. Keskijänniteverkko tullaan raivaamaan tarveperusteisesti raivaustarveanalyysin perustella. Raivauksien yhteydessä kokeillaan pilottihanketta, jossa raivaajat tarkastavat myös pylväiden lahoisuusasteen ja suorittavat pientöitä. Hankkeen avulla voidaan välttää erillinen kävelytarkastus. Pienjänniteverkossa raivaukset tullaan jatkossakin toteuttamaan aikaperusteisesti.
Myös maakaapeliverkon komponentteja tullaan tarkastamaan aikaperusteisina tarkastuksina. Työssä esitellään uudenlainen ratkaisu, jossa Leppäkosken Sähkö Oy:n omat sähköasentajat suorittavat osan tarkastuksista muiden töiden ohella niin kutsuttuina oheistarkastuksina. Niitä voidaan suorittaa esimerkiksi muuntamoiden imurointien ja kaapelinäyttöjen yhteydessä. Hyödyntämällä oheistarkastuksia voidaan erilliset tarkastuskäynnit kohteilla välttää. Oheistarkastuksien avulla pyritään tehostamaan toimintaa vähentämällä siirtymistä aiheutuvia kustannuksia.
Tutkimuksen perusteella muuntajille ja jakokaapeille ei suositella laajamittaista sensorointia. Sen sijaan erityiskohteisiin sensoreita suositellaan. Erityiskohteita ovat korkean riskin kohteet, kuten koulujen lähistöllä olevat puistomuuntajat. Sensoreilla tullaan valvomaan ensisijaisesti rakenteiden kuntoa ja ovien tilaa. Sensoroinnilla tavoitellaan turvallisuuden parantamista. Kauko-käyttöisten erottimien kunnonvalvonnassa tullaan hyödyntämään erottimien jo olemassa olevia ominaisuuksia. Osalle kaukokäyttöisistä erottimista voidaan suorittaa etämittauksia, jolla seurataan erottimen ohjauksen vaatiman liike-energian suuruutta ja akuston kuntoa.
Työn perusteella voidaan todeta, että kunnossapito-ohjelman päivitys oli tarpeellista. Sen avulla voidaan saavuttaa taloudellisia hyötyjä ja turvata sähköverkon toimintavarmuus entistä paremmin. IoT-sensoreista on suoritettava lisätutkimusta, jotta niiden aiheuttamat hyödyt tunnetaan paremmin. Leppäkosken Sähkö Oy:n on suoritettava lisäselvitys kaukoerottimille, jotta mittauksista kerättyä dataa voidaan alkaa hyödyntämään.