Muuntamoautomaation hyödyntämismahdollisuudet Elenian jakeluverkossa

Abstract

Sähkönjakelun toimitusvarmuus ja sähkön laadun nykyistä tarkempi seuranta, ovat tulevaisuudessa yhä merkittävämmässä roolissa. Elenia Oy on tehnyt strategisen linjauksen vuonna 2009 rakennuttaa kaikki uusi ja saneerattava sähköverkko pelkästään maakaapelina ja puistomuuntamoilla myös maaseudulla. Näillä keinoilla pyritään takaamaan sähkönjakelun keskeytyksetön toimitus myös myrskyjen ja lumikuormien aikana. Sähkönjakeluverkon käyttöön liittyy tulevaisuudessa uusia haasteita, kuten laajamittainen hajautettu tuotanto, sähköajoneuvojen lataus, sähkön pientuotanto, älykäs kuormanohjaus ja niin edelleen. Nämä kaikki muodostavat tulevaisuuden älykkään sähköverkon eli Smart Gridin. Verkon tilan tarkempaa seurantaa varten tarvitaan uusia laitteita ja ratkaisuja, koska tehon virtaussuunnat voivat muuttua nykyistä nopeammin ja vikavirtoja aiheuttavat myös hajautetun tuotannon laitteistot. Verkostoautomaation lisääminen olisi luonteva ratkaisu tähän. Tässä työssä tutkitaan erilaisia laitevaihtoehtoja ja strategioita uudentyyppiseen mittaukseen ja vianpaikannukseen hyödyntämällä edullisia ja jälkiasennuskelpoisia sensoreita. Näitä voitaisiin asentaa esimerkiksi 20/0,4 kV jakelumuuntamoille. Tällä hetkellä Elenian jakeluverkossa ei ole vielä asennettu muuntamoautomaatiolaitteita tai vikaindikaattoreita verkkoon, mutta niille on nähtävissä selkeitä etuja ja hyötyjä. Kaapeliverkon vianpaikannuksessa muuntamoautomaatiolaitteilla voitaisiin parhaimmillaan indikoida oikea vikapaikka erotinvälin tarkkuudella, jolloin sähkönjakelun keskeytysaika voitaisiin minimoida saman johtolähdön muille asiakkaille. Normaalissa käyttötilanteessa esimerkiksi tarkat jännitetasotiedot jakeluverkosta olisivat niin ikään hyödyllistä tietoa, joskin niiden euromääräinen arvostus on hankalaa. Lopputuloksena tässä työssä esitetään Elenialle muuntamoautomaation strategiaa sekä kaupunki-, että maaseutuverkkoihin. Strategian esityksessä suositellaan ensivaiheessa muuntamoautomaation pilotointia esimerkiksi 5–20:lle muuntamolle, joissa on kaukokäytettäviä erottimia. Tämän jälkeen esitetään kokemuksiin perustuen laitteita kaikille puistomuuntamoille, joissa on kaukokäytettäviä erottimia sekä maaseudulla, että taajamissa. Myöhemmin tulevaisuudessa laitteita suositellaan asennettaviksi kaikille uusille puistomuuntamoille, jotka sijoittuvat verkon tärkeisiin solmukohtiin jo tehdasasenteisina. Tällöin suositellaan kuitenkin ennen muuta mahdollisimman edullisia ja kompakteja ratkaisuja, jotta kustannukset eivät nouse liian korkeiksi.