Monitaajuusadmittanssi keskijänniteverkon maasulkusuojauksessa

Abstract

Sähkömarkkinalain muutokset sähkön toimitusvarmuuteen ovat aiheuttaneet sähköverkkojen laajoja muutoksia. Keskijännitteinen jakeluverkko sisältää muutosten seurauksena aikaisempaa enemmän maakaapeloituja johto-osuuksia, sekä sekaverkkoja, joissa on maakaapelia ja ilmajohtoa. Tämän seurauksena maasulku ilmiönä on muuttunut ja aiheuttanut ongel-mia verkon suojauksessa. Työn tavoitteena oli asetella ja koestaa monitaajuusadmittanssiin perustuva suoja (MFADPSDE). Tästä prosessista koostettiin materiaali, jonka tuella soveltuvan koulutuksen saanut ja suojausasetteluihin perehtynyt henkilö kykenee asettelemaan ja koestamaan tällaisen suojauksen. Opinnäytetyön avulla pyrittiin myös havainnollistamaan sitä, kuinka monitaajuusadmittanssiin perustuva suojaus eroaa perinteisemmistä suojausfunktioista. Työ jaettiin kahteen osaan: teoria- ja funktionaaliseen osaan. Teoriaosuudessa käsitellään maasulkuilmiötä yleisesti, sekä verkon muutosten aiheuttamia tarpeita maasulkusuojaukselle. Lisäksi käsitellään pääpiirteittäin monitaajusadmittanssisuojan toiminta, sekä tavat, joilla monitaajuusadmittanssiin perustuva suojaus vastaa verkon muutosten tuomiin haasteisiin. Opinnäytetyön toiminnallisen osan, eli asettelun ja koestamisen prosessikuvausten ja ohjeiden avulla monitaajuusadmittanssisuojaus voidaan tuotteistaa verrattain maltillisin resurssein. Loppupäätelmissä todettiin, että monitaajuusadmittansisuojaus sopii hyvin etenkin katkeilevien maasulkujen suojaamiseen. Se ei vaadi normaalia enempää resursseja, ja toimii osin paremmin kuin perinteiset suojausfunktiot.

Recent changes concerning the operational reliability in electricity networks in the Electricity Market Act have caused major changes in the networks. After these changes, medium voltage networks include more underground cabling than before, and hybrid networks containing both underground cables and overhead cables are more common than before. As a result, earth-fault as a phenomenon has changed, which causes new requirements in network protection. The aim was to set and test an earth-fault protection function based on multi-frequency admittance (MFADPSDE). Then, materials were written based on the process. Using the materials, a trained electricity networks professional, who understands the basics of network protection, can set and test such a protection. The materials and related theoretical background were also developed to make it easier for the reader to understand how MFADPSDE differs from more traditional functions. The work was divided into two parts: theory and functional. In the theoretical half, earth-fault as a phenomenon, as well as the challenges of protection caused by the changing networks, were considered in depth. Additionally, the basics of MFADPSDE were explored, as well as the ways in which it can be used to solve some of the challenges. With the functional part, namely the process descriptions and guidelines for setting and testing, the MFADPSDE can be used in electricity networks with moderate resources. It was concluded that MFADPSDE is an excellent solution to the challenges in earth-fault protection. It does not require more resources than more traditional functions, and in several ways, it works more reliably than its counterparts, especially in the protection of restriking earth-faults.