Kapasitiivisen loistehon kompensointi keskijänniteverkossa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin tilaajan, Keuruun Sähkö Oy:n, keskijänniteverkkon loistehotilannetta ja löydöksistä laadittiin tilaajalle raportti. Keuruun Sähkö Oy on alueellinen jakeluverkkoyhtiö, joka toimii Keuruun, Multian ja Petäjäveden alueella läntisessä Keski-Suomessa. Keskijänniteverkon rakenteellisten muutosten ja kantaverkkoyhtiön teho- ja energiamaksujen korotuksien vuoksi selvitettiin Keuruun Sähkön verkon kompensointitarve sekä loistehomaksuista aiheutuvat kulut.

Käytetty aineisto koostuu tuntikohtaisista pätö- ja loistehomittaussarjoista Keuruun Sähkön kahdelta sähköasemalta vuosilta 2012–2017. Analyysiä tukevan aineiston muodostivat jakeluverkon johtoluettelo vuosilta 2012–2017 sekä suunniteltujen kaapelitöiden luettelo vuosille 2018–2022. Näistä selvitettiin ilmajohtojen ja maakaapelien määrien muutokset. Tuntitehoaineistosta muodostettiin Excel-tietomalli. Tietomallista tietokantakantakyselyillä luoduista kuvaajista valittiin raporttiin ne, jotka parhaiten havainnollistivat loistehotilanteen kehitystä. Johtoluettelon ja suunniteltujen kaapelitöiden perusteella laskettuun verkon kokonaiskäyttökapasitanssin muutokseen perustuen tuotettiin ennuste loistehon kehityksestä vuosille 2018-2022.

Saatuihin tuloksiin perustuen laadittiin minimimitoitus tarvittavalle kompensointilaitteistolle ja esitettiin, miten voidaan varautua tulevaisuudessa todennäköisesti kasvavaan kompensointitarpeeseen. Taloudellisia vaikutuksia arvioitaessa tarkasteltiin, miten mitoituksen mukainen laitteisto vaikuttaisi loisteho- ja energiakustannuksiin. Koska työn aiheena ollut kompensointi investointi on valmistunut, pystyttiin myös suorittamaan vertailu, miten toteutunut investointi suhteutuu tässä työssä esitettyyn laskentaan.

Kehitysehdotuksena jakeluverkkoyhtiöille on lisätä loistehotuotannon muutoksen tarkastelu ja kompensointitarpeen tarkastelu keskijänniteverkon muutos- ja laajennustöiden yhteydessä.

The purpose of thesis was to analyze the hourly power measurements of Keuruun Sähkö Oy network and prepare a report of the findings concerning the capacitive reactive power to the client. The report was to be used as a part of Keuruun Sähkö Oy internal investment planning process considering the purchasing of compensation gear.

The study problem was approached by forming a database of the hourly power data, and filtering and sorting it in such ways that the key figures and trends were clearly observable from tables and graphs.

The obtained results suggested that the power grid of Keuruun Sähkö Oy produces abundantly capacitive reactive power and an investment in compensation was needed to cut financial losses in the power and energy tariffs of the reactive power. A minimum specification for compensation gear was also produced.

In conclusion, many power distributors have had major changes in the reactive power balance of their power grids, due to an increase in the underground cabling in their 20 kV networks. This has led to a situation that demands compensation solutions for current time and furthermore careful consideration how the future compensation demands are going to be addressed where overhead lines are substituted with more underground cabling or network is being expanded.