Kaupunkiverkon keskijännitekaapeleiden kuormitettavuus

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia kaupunkiverkon keskijännitekaapeleiden kuormitettavuutta ja siihen vaikuttavia tekijöitä sekä päivittää käytönvalvontajärjestelmässä käytetyt kuormitettavuusrajat nykyisen keskijänniteverkon mukaisiksi. Idea aiheeseen syntyi Helen Sähköverkko Oy:n käytössä olevista kuormitettavuusrajoista, jotka ovat pysyneet samoina jo vuosikymmenien ajan.

Työssä keskitytään pääasiassa AHXAMK-W-tyyppisillä kaapeleilla rakennettuihin keskijänniteverkkoihin. Aluksi eritellään kaapeleiden kuormitettavuuteen vaikuttavia tekijöitä, jonka jälkeen tarkastellaan koko keskijänniteverkon kuormitettavuutta. Työssä on myös verkkoyhtiöille suunnatun kyselyn pohjalta tehty yhteenveto Suomen kaupunkiverkkojen kuormitettavuusrajojen käytöstä ja määrityksestä.

Suurin kuormitusvirta kohdistuu sähköasemalta lähteviin kaapeleihin, ennen virran jakautumista pienjänniteverkkoon jakelumuuntajien kautta. Kuormitettavuuden tarkastelu aloitettiin näiden suurimman kuormitusvirran vaikutuksen piirissä olevien kaapelireittien osalta. Kuormitettavuutta mallinnetaan standardin SFS 5636 -taulukoita ja Senerin verkostosuositus SA 5:94:ää soveltaen.

Suurimman kuormitusvirran vaikutusalueen heikoimmaksi kohdaksi kuormitettavuuden kannalta osoittautui SFS 5636 -standardin menetelmillä määritettynä putkitettu maahan asennettu maakaapeli. Tämän selvityksen pohjalta työssä määritettiin ehdotus Helen Sähköverkko Oy:n keskijänniteverkon uusista kuormitettavuusrajoista putkitettujen AHXAMK-W-tyyppisten maakaapeleiden kuormitettavuuden mukaan. Työssä pohditaan myös mahdollisia jatkotoimenpiteitä uusien kuormitettavuusrajojen käyttöönottoa varten, ja kuormitettavuusrajojen soveltamistapoja.

This Bachelor’s thesis was made for Helen Electricity Networks Ltd, Network operation unit in Helsinki. The objective of this thesis was to study the load capacity of medium voltage cables in urban network and the factors affecting it. Another objective was to update the existing load capacity limits to meet the current medium voltage network’s load capacity.

Load capacity limits used in SCADA (supervisory control and data acquisition) have been the same for decades, even though cable properties have changed. Therefore it is necessary to define the limits again. This thesis focuses mainly on the medium voltage distribution networks built with AHXAMK-W type medium voltage cables. A summary of the use of load capacity limits in Finland in general is also included into the thesis.

The maximum load current is directed through cables between substation and loaded distribution transformer. Study of the load capacity of the medium voltage cables was started from cable routes affected with the maximum load currents. Load capacity of the medium voltage cables is modelled with the Finnish national standard SFS 5636 and with the Sener’s recommendation of the electricity network SA 5:94.

The weakest point in terms of load capacity of the Helen Electricity Networks Ltd’s medium voltage network is cables in unfilled plastic tubes according to the calculations based on SFS 5636. Proposals for the new load capacity limits for the grids built with AHXAMK-W cables were made according to previous studies. Measures which are necessary to execute before commissioning of the new load capacity limits have also been discussed in this thesis.