Automaattinen vianpaikannus Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n keskijännitejakeluverkossa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tutkimuskohteena oli niin sanottuun reaktanssimenetelmään perustuva automaattinen vianpaikannusjärjestelmä. Tavoitteena oli ottaa kyseinen järjestelmä käyttöön Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n keskijännitejakeluverkossa ja korvata aiemmin käytössä ollut vikavirran suuruuden arviointimenetelmään perustunut vianpaikannusjärjestelmä.

Opinnäytetyö tehtiin Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n Käyttö ja rakennuttaminen -yksikölle, joka vastaa yhtiön noin sadantuhannen Kaakkois-Suomessa sijaitsevan asiakkaan sähkön jakelusta ja sähköverkon käyttötoiminnasta.

Viranomaisten niin kuin asiakkaidenkin esittämät kiristyvät vaatimukset aiheuttavat paineita sähkön toimitusvarmuuden parantamiseen ja vioista johtuvien jakelukeskeytysten vaikutusalueiden mahdollisimman tehokkaaseen rajaamiseen. Automaattinen vianpaikannus on yksi osakokonaisuus pyrittäessä vähentämään asiakkaille koituvia haittoja sähkön jakelun vikakeskeytyksistä.

Automaattisella vianpaikannuksella tarkoitetaan tässä yhteydessä järjestelmäkokonaisuutta, jonka tehtävänä on esittää käytönvalvojalle jakeluverkon vikakeskeytyksen aiheuttaneen vian fyysinen sijainti karttapohjalla. Järjestelmä muodostuu kolmesta pääkomponentista: sähköasemilla olevista suojareleistä, SCADA-käytönvalvontajärjestelmästä ja DMS-käytöntukijärjestelmästä. Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n keskijännitejakeluverkon teknisen toteutustavan ja käytössä olleiden järjestelmäkomponenttien takia tarkastelut rajattiin käsittelemään vain oikosulkuvikojen paikannusta.

Käyttöönotto aloitettiin selvittämällä reaktanssimenetelmän vaatimukset ja muutostöiden tarpeellisuus sähköasemakohtaisesti. Tulosten pohjalta toteutettiin muutostarpeet ja järjestelmän käyttöönotto kaikille niille sähköasemille, joihin oli tämän opinnäytetyön aloitushetkellä asennettu tarpeelliset laitteistokomponentit.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin käyttöönotettua reaktanssimenetelmään perustuva automaattinen vianpaikannusjärjestelmä Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n keskijännitejakeluverkossa.

The purpose of this thesis was to gather information about automatic fault location system based on a reactance method and deploy this system on Kymenlaakson Sähköverkko Ltd’s medium-voltage distribution network. This system was to replace the existing automatic fault location system based on measuring the magnitude of short-circuit fault current.

This bachelor’s thesis was commissioned by the Operation and Building Unit of Kymenlaakson Sähköverkko Ltd, which is a distribution network operator in Southeastern Finland. The company owns and operates a distribution network supplying electricity for almost 100 000 consumers.

Increasing demand for availability of electricity from consumers and officials has led to pressure for utilities to minimize outage times and areas affected. One way to meet these two goals is locating the faults efficiently, for example by automatic fault location. The term automatic fault location is used to describe a system, the purpose of which is to determine the physical location of a fault and present this information to the operating personnel on a map.

The automatic fault location system is based on three main components: protective relays at the substation, SCADA Supervisory Control and Data Acquisition system and DMS Distribution Management System. Due to technical aspects of Kymenlaakson Sähköverkko Ltd’s medium-voltage distribution network and due to the components used in the fault location system, the subject of this thesis was outlined to consider only short-circuit faults.

The system deployment was started by determining requirements posed by the reactance method and if any alteration work had to be done. Based on the findings, work was carried out to make the necessary alterations and system deployment within all the substations where necessary system components had been installed by the outset of this thesis.

On the basis of this thesis an automatic fault location system was successfully deployed at Kymenlaakson Sähköverkko Ltd’s medium-voltage distribution network.