Spektrianalysaattori : spektrianalysaattori verkkoyhtiön vianetsinnässä

Abstract

Opinnäytetyö toteutettiin toimeksiantona Kokkolan energiaverkot Oy:lle osana sähköverkon luennan kehitystä. Spektrianalysaattori ostettiin alun perin mittauskalustoksi, jolla saatiin tehokkaasti etsittyä sähköverkon tiedonsiirtoa häiritsevä laite. Laitteen käyttökohteet kuitenkin vähenevät sähkömittarikannan uudistuksen myötä, kun siirrytään käyttämään häiriövapaampaa mittarityyppiä. Nykyisen verkon haasteellisuus johtuu asiakkaiden viallisista laitteista, joiden häiriönsuoto-ominaisuudet ovat heikentyneet ajan kanssa.

Sähköverkossa esiintyviä mekaanisia vikoja ja niistä syntyviä maasulkuja voidaan luotettavasti paikantaa olemassa olevin menetelmin, mutta erilaisiin jännitteen ja virran häiriöominaisuuksiin kyseiset menetelmät eivät toimi. Sähkönlaatumittarilla voidaan mitata verkon sähköisiä ominaisuuksia, mutta tiedonsiirtohäiriöiden paikallistamiseen tarvitaan tarkempaa mittauskalustoa.

Tässä opinnäytetyössä käytiin läpi erilaisia käytössä olevia sähköverkon vianetsintätapoja sekä pohdittiin, olisiko näitä mahdollista toteuttaa käyttäen spektrianalysaattoria. Itse laitteen toiminta on tähän asti ollut perimätiedon ja kokemuspohjaisen tulkinnan varassa, mutta nyt työn tarkoitus oli perehtyä laitteen käyttöön syvemmin. Spektrianalysaattorin ominaisuudet, valikkorakenne käytiin läpi, sekä käsitteiden merkityksen mittaustuloksiin.

Kenttätestausvaiheessa tavoitteena oli paikallistaa häiriötä tuottava laite sekä dokumentoida muutokset verkossa. Opinnäytetyön edetessä mittaustulosten käsittelytaitoja hyödynnettiin ja mitattiin häiriötä tuottava laite ja sen tuottama signaali uudelleen käyttäen opittua tietoa sekä lopuksi pohdittiin, kuinka opinnäytetyön teko ja laitteeseen perehtyminen oli vaikuttanut mittaustuloksiin sekä miten tutkimuksia lähdetään kehittämään tästä eteenpäin.

This thesis was commissioned by the local grid company Kokkolan energiaverkot Oy. The spectrum analyzer was purchased originally as a measuring device which can effectively find a diffrent customer’s devices that interferences the grid. Nowadays the usage of the analyzer has diminished because the meter base is currently being upgraded to the more interference-resistant meter model.

Problems with the current grid occurs due to the customer’s faulty devices of which the noise filtering has been reduced over time. Problems in the grid are normally some kind of mechanical faults, and they can be reliably located using the existing methods, but in order to pinpoint and locate the disturbance these systems do not work. Basic power quality analyzers can be used to measure grid´s electrical features, but more precise measuring devises are aneeded to locate data transmission interference.

This thesis examined different existing fault finding methods used in the grid and try to determine, if the spectrum analyzer could be used in these tasks. The device itself has been used and learned experience-based interpretation, and this study is conducted to understand the device from bottom-up. This study outlines the features of the spectrum analyzer and shows how some parameters affect the measurement results.

During the field testing phase, the goal was to locate a faulty device and document the results in the grid. As the project went forward, improved information and new skills were applied to new measurements and to the existing faulty device. Finally, it was examined how the thesis improved the technical proficiency and how the methods can be developed in the future.