Tutkimushankkeita
Mikro- ja pientuotantokohteiden huomioiminen käyttötoiminnassa
Jakeluverkkoon liitetyn hajautetun pientuotannon määrä on kasvanut viime vuosina voimakkaasti. Tämän seurauksena on syntynyt tarve tarkastella pientuotannon vaikutuksia jakeluverkossa suoritettaviin töihin, jotta pientuotantokohteet voitaisiin huomioida käyttötoiminnassa optimaalisella tavalla turvallisuus varmistaen. Diplomityössä on selvitetty hajautetun pientuotannon vaikutuksia eri käyttötilanteissa ja verkkotyypeissä – erityisesti sähkö- ja sähkötyöturvallisuuden näkökulmasta. Pääasialliseksi tarkastelun kohteeksi on rajattu aurinkosähköjärjestelmät, joiden osuus verkkoon liitetystä hajautetusta mikro- ja pientuotannosta on lähes 99%. Simulointitulosten perusteella on arvioitu tuotantokohteiden vaikutuksia jakeluverkossa ja tarvittavia toimenpiteitä turvallisen käyttötoiminnan varmistamiseksi. Diplomityö toteutettiin vuosina 2018–2019.
Havahtumisten hyödyntäminen vikojen ennakoinnissa
Projektissa tutkittiin mahdollisuutta hyödyntää SCADAan tallentuvia sähköasemien suojareleiden havahtumisia keskijänniteverkon vikojen ennakoinnissa. Havahtumistietoja yhdisteltiin DMS keskeytystietoihin sekä NIS komponentti- ja kunnossapitotietoihin. Hankkeessa käytettiin dataa 12 sähköasemalta, alueena Itä-Häme. Havahtumis- ja keskeytystiedot oli kerätty vuosilta 2017-2018. Työ jaettiin kahteen osaan, jotka olivat puustosta johtuvien vikaantumisten ennakointi ilmajohtoverkossa ja komponenttivaurioista johtuvien vikojen ennakointi ilmajohto- ja maakaapeliverkossa. Projekti aloitettiin 12/2018 ja loppupalaveri pidettiin 11/2019.
Tilannekuvakartan ennustemallien kehittäminen
Tilannekuvakartta on erityisesti suurhäiriötilanteeseen kehitetty sovellus, joka tuo käytöntukijärjestelmästä valmiiksi analysoitua tietoa Elenian oman henkilöstön ja kumppaniverkoston koordinointia varten. Tilannekuvakarttaan on tarve saada tulevaisuuteen kohdistuva ennuste vikojen ja resurssitarpeiden kehityksestä. Verkkoyhtiö ja kumppaniverkosto tarvitsevat suurhäiriötilanteessa tarkempaa ja prosessoitua tietoa siitä, mihin konkreettisesti tulee varautua. Tilannekuvakarttaan rakennettiin erillinen ennustamismoduuli, jonne täytettyjen tietojen perusteella saadaan tulevaisuuteen kohdistuva ennuste tilanteen kehittymisestä. Tiedot saadaan osittain suoraan Ilmatieteen laitoksen rajapinnasta - puuskatuulet - osittain tiedot ovat käyttäjän itse määrittämiä, esimerkiksi routatilanne ja puuston lehtitilanne. Lisäksi ilmeni tarve historiatiedon tarkasteluun tilannekuvakartalta, jotta voidaan oppia ja kehittää toimintaa menneiden suurhäiriötilanteiden kautta. Historiatiedon osalta luotiin työkalu, jolla tapahtumat voidaan tallentaa ja tarkastella haluttua suurhäiriötä jälkikäteen. Projekti toteutettiin vuosina 2018–2019 ja siitä tehtiin tieteellinen julkaisu 2019 CIRED-konferenssiin.
Keskijänniteverkon jäännösmaasulkuvirran arviointimenetelmät
2010-luvulla toteutettu laajamittainen maakaapelointi on merkittävästi muuttanut jakeluverkon maasulkuilmiöitä. Vastoin perinteisen maasulkuanalyysin oletuksia nyt laajassa maakaapeliverkossa maasulkuvirtaan muodostuu kapasitiivisen komponentin lisäksi myös resistiivinen komponentti, jota ei voi kompensoida Petersenin kelalla. Resistiivisen komponentin laskentaan liittyy merkittäviä epävarmuuksia ja kaapeloinnin seurauksena kasvava resistiivinen virtakomponentti voi suurentaa kompensoidun verkon jäännösmaasulkuvirran itseisarvoa ja aiheuttaa näin vaarallisia kosketusjännitteitä maasulkuvian aikana. Diplomityössä selvitettiin tilastollisen analyysin ja sähköasemilta saatavan datan avulla todellista jäännösmaasulkuvirran arvoa laajassa maakaapeliverkossa ja tuloksia verrattiin SFS6001-standardin määritelmään, jossa todetaan, että mikäli keskijänniteverkon jäännösmaasulkuvirran tarkkaa arvoa ei ole käytettävissä, sen suuruudeksi voidaan olettaa 10% verkon kapasitiivisesta maasulkuvirrasta. Työn tulokset osoittavat, että SFS6001-standardin määritelmä jäännösmaasulkuvirralle soveltuu huonosti laajasti maakaapeloituun verkkoon, mutta toisaalta työssä esitetään vaihtoehtoinen menetelmä jäännösmaasulkuvirran arviointiin, joka tuottaa huomattavan tarkkoja tuloksia. Diplomityö toteutettiin vuonna 2019.
Loistehon kompensointireaktoreiden kytkentäylijännitteiden tutkiminen
Keskijänniteverkon kaapeloinnin lisääntyessä on tullut tarvetta lisätä verkkoon kompensointireaktoreita loistehon kompensointia varten. Keskijänniteverkon loistehon kompensointireaktoreiden poiskytkennässä reaktoriin varastoitunut energia purkautuu ja päällekytkennässä se varautuu. Nämä kytkentäilmiöt ja jänniterasitukset kytkennän aikana eivät ole tarkkaan tiedossa eikä tiedetä mitä ne voivat aiheuttaa reaktoreille. Ylijännitesuojaus tehdään keskijänniteverkon normaaleilla ylijännitesuojilla reaktorin navoissa tai liityntäkentissä. Projektissa simuloitiin erikokoisten reaktoreiden poiskytkennän aiheuttamia jänniterasituksia liityntäkentän kytkinlaitteille. Projekti toteutettiin vuonna 2018.
Kauko-ohjattavien lennokkien hyödyntäminen matkapuhelinverkkojen kuuluvuusalueiden laajentamiseksi poikkeustilanteissa
Säiden ääri-ilmiöiden aiheuttamia sähköverkon poikkeustilanteita esiintyy muun muassa ilmastonmuutoksen seurauksena. Kun tukiaseman virta loppuu, lakkaa matkapuhelinverkko toimimasta ja muodostuu katvealueita, joilla ei ole mobiiliverkkojen peittoaluetta. Mobiiliverkkoyhteyden puuttuminen vaikeuttaa sähköverkon korjaustoimenpiteitä kytkentätoimenpiteiden vaatiessa yhteydenottoa valvomoon. Tutkimme mahdollisuutta toteuttaa mobiiliverkkoyhteys kauko-ohjattavan lennokin avulla siten, että lennokkiin kiinnitetään matkapuhelin, joka toimii yhteyspisteenä maassa olevalle korjaajalle. Kun maassa ei ole matkapuhelinverkon peittoaluetta – signaaleja ei ole tai ne ovat liian heikkoja – voi korkeammalla ilmassa olla signaaleja kauemmista matkapuhelinverkon tukiasemista, jotka ovat edelleen toiminnassa. Projekti toteutettiin vuonna 2018.
Kaapeliverkkoon varastoituneen energian aiheuttamat muutokset verkon kytkentätilanteissa
Kaapeloinnin ja loistehon kompensoinnin lisääntyessä 20kV verkkoon varastoitunut energia kasvaa Elenian verkossa keskimäärin 30MVAr vuodessa. Verkon muutostilanteissa tämä varastoitunut energia purkautuu verkon eri osissa. Diplomityön tarkoituksena oli selvittää minkälaisia jänniterasituksia varastoituneen energian purkautuminen aiheuttaa verkon komponenteille eri tilanteissa sekä peilata jänniterasituksia nyt käytössä olevien komponenttien kestoisuuteen sekä pohtia onko tarpeen tehdä muutoksia verkon rakenteeseen. Projekti toteutettiin vuonna 2018.
Erottimien ja erotinautomaation elinkaaren hallinta
Erottimien ja niihin liittyvän automaation kunnossapito on aiemmin ollut pääosin korjaavaa. Kunnossapitotarpeita on ennakoitu tarkkailemalla erottimien ohjaukseen vaadittavaa liike-energiaa ja automaatiolaitteiston akkujen kuntoa. Diplomityön tavoitteena oli luoda erottimille ja niiden automaatiolle kunnossapito-ohjelma, jolla saadaan ennakoitua kunnossapitotarpeet aiempaa paremmin ja sitä kautta kohdistettua kunnossapito tehokkaammin. Tarkoituksena oli erityisesti selvittää mitä tietoa laitteilta on mahdollista ja kannattavaa kerätä esimerkiksi automaatiota ja erilaisia tarkastuksia hyödyntäen sekä eroja kunnossapitotarpeissa erityyppisten komponenttien välillä. Työ toteutettiin vuosina 2017–2018.
Sähköverkko-omaisuuden kunnonhallintastrategian kehittäminen
Sähköverkon kunnonhallinnalla on merkittävä vaikutus verkon elinkaaren ja käyttövarmuuden hallinnassa. Diplomityön tavoitteena oli määrittää kunnossapito-strategiat ja kehittää kunnonhallintaa yleisesti koko verkko-omaisuudelle. Jotta kunnossapitoresurssit saadaan kohdistettua parhaalla mahdollisella tavalla, huomioitiin verkko-omaisuuden eri osien vaatimukset. Diplomityö toteutettiin vuonna 2017.
Pienjännitteisen maakaapeliverkon vianindikointi
Elenian tavoitteena on nostaa pienjänniteverkon maakaapelointiaste 70 prosenttiin vuoden 2028 loppuun mennessä. Valta-osa normaalikäyttötoiminta-ajan pitkistä keskeytyksistä aiheutuu pienjänniteverkon maakaapelivioista. Osa pienjännitekaapeleiden vioista kehittyy ajan kuluessa, joten niiden havainnointi ennen varsinaista vikaa ja jakelun keskeytystä olisi asiakaskokemuksen ja liiketoiminnan kannalta hyödyllistä. Diplomityön tavoitteena oli selvittää Suomen pienjännitteiseen maakaapeliverkkoon soveltuvien vianindikointilaitteiden saatavuus, soveltuvuus ja taloudellisuus. Lisäksi työssä tehtiin alustava kuvaus, miten vikaindikaattoreista saatava tieto tulisi käsitellä ja integroida osaksi ICT -ympäristöä. Työ toteutettiin vuosina 2017–2018.
Kytkentäsuunnittelun prosessi- ja järjestelmäkehitys
Diplomityössä kuvattiin suunniteltujen keskeytysten avuksi kehitettävän avustavan kytkentäsuunnittelutyökalun pääperiaatteet, sen tarvitsemat järjestelmätoiminnallisuudet sekä keskeiset hyödyntämis- ja käyttöliittymätarpeet. Käytöntukijärjestelmässä on automaattinen vianrajaustoiminnallisuus vikojen käsittelyyn. Kytkentäsuunnittelu on vastaavan työn tekemistä suunnitelluista töistä. Siihen ei ole työkaluja, vaikka suurin osa lähtötiedoista on järjestelmässä kytkentäaloitteen muodossa. Työn tulokset tulevat olemaan lähtökohta käytöntukijärjestelmän jatkokehitykselle. Pitkän aikavälin tavoitteena on kytkentäsuunnittelun laadun parantuminen ja tehostuminen. Työ toteutettiin vuonna 2017.
Tilannekuvakartan jatkokehitys
Projektin tarkoitus oli jatkaa pilot-vaiheessa olevan tilannekuvakartan kehitystä uusilla ominaisuuksilla. Kehitys liittyy resurssien hallintaan, tehokkaampaan laajavaikutteisten vikojen priorisointiin, tiedonvaihtoon urakoitsijan ja Elenian välillä, koko Elenian suurhäiriö-organisaation työvuorojen esittämiseen ja sääennusteen tuomiseen verkkoaluekartalle. Tavoitteena oli saada projektin tuloksena tehokkaampi tilannekuvan hallinta, jonka ansiosta suurhäiriötilanteessa voidaan tehostaa toimintaa ja nopeuttaa sähköjen palauttamista. Projekti toteuttiin vuosina 2016–2017.
Varasyöttöyhteyden demonstrointi
Hankkeessa demonstroitiin varasyöttöyhteyden järjestämistä erilaisissa tilanteissa Elenian nykyisen verkkotopologian mukaisessa verkossa, jossa kaikille keskijänniteverkon kaapelihaaroille ei ole varasyöttöyhteyttä. Tarkoitus oli kehittää uusia ratkaisuja ja menetelmiä keskijännitekaapeliverkkovikojen hallintaan maaseutumaisessa kaapeliverkossa pyrkimyksenä asiakaskeskeytysten minimointi. Projektissa oli Suomen Diesel Voima Oy:n kanssa suunniteltu ja toteutetettu ensimmäinen prototyyppilaitteisto, jolla varasyötön järjestäminen 20 kV maakaapeliverkkoon oli mahdollista. Laitteistossa huomioitiin turvallisuus, loistehon kompensointi, liikuteltavuus ja helppokäyttöisyys. Projekti toteutettiin vuosina 2014–2017.
INTACT
EU-hankkeessa tutkittiin sääilmiöiden vaikutusta infrastruktuuriin ääritilanteissa. Suomessa hankkeessa arvioitiin erityisesti talvimyrskyn vaikutuksia ja mahdollisuuksia parantaa varautumista ja tilanteen hoitamista yhdessä useiden eri sidosryhmien, muun muassa pelastusviranomaisten kanssa. Projekti oli Valtion teknillisen tutkimuslaitoksen toteuttama. Projekti toteutettiin vuosina 2015–2018.
Keskijännitekaapeleiden kunnonarviointi häviökerroin- ja osittaispurkausmittauksilla
Hankkeen tehtävä oli määrittää menetelmiä keskijännitekaapeleiden kunnon arviointiin. Maakaapeloinnin lisääntyessä tarvitaan lisää mittaustietoa eri-ikäisten keskijännitekaapeleiden häviökertoimista ja osittaispurkauksista. Mittaustulosten perusteella muodostettiin kuntoluokitus tulevien kunnonvalvontamittausten tueksi. Hankkeessa olivat mukana Tampereen teknillinen yliopisto, mittausyrityksiä sekä useita suomalaisia verkkoyhtiöitä. Hanke toteutettiin vuosina 2016–2017.
Uudet tekniikat sähköverkon vikatilanteiden ja hajautetun tuotannon hallinnassa Protect-DG
Projektin tehtävänä oli kehittää uusia vianilmaisun ja vianpaikannuksen tekniikoita ja vertailla eri tapoja toteuttaa saarekekäytön estosuojaus jatkokehitystarpeiden määrittämiseksi. Lisäksi demonstroitiin IEC 61850 -standardin käyttöä pientuotannon ohjauksessa ja määriteltiin mikrosähköverkon ja muun verkon välisten suojaus-, ohjaus- ja säätöjärjestelmien liitynnät soveltaen IEC 61850 -standardia sekä tutkittiin ja kehitettiin IEC 61850 -standardin hyödyntämistä valokaarisuojauksessa. Projekti oli Lappeenrannan teknillisen yliopiston sekä Vaasan yliopiston toteuttama, lisäksi mukana oli usekta yrityksiä. Projekti toteutettiin vuosina 2015–2017.
Selvitys keskijänniteverkon maadoitusjärjestelmistä
Tarve tutkimushankkeelle tuli esille kaapeliverkkoinvestointien myötä. Hankkeessa tehtiin teoreettista tarkastelua resultoivan impedanssin määrittämiseksi keskijännitemaakaapeleiden kautta yhdistyneissä jakeluverkoissa. Teoreettiset tulokset todennettiin kenttämittauksilla. Projektissa määritettiin maakaapeliverkon riittävä turvallisuustaso, kosketusjännitteet. Näin voidaan luopua määräaikaismittauksista ja laskea maadoituskorjausten määrää. Hanke toteutettiin vuonna 2016.
Tuulivaurioriskien mallintaminen ja analysointi
Numerola kykenee mallintamaan tuulen aiheuttamia puustotuhoja hyödyntäen virtauslaskentaa, Maanmittauslaitoksen korkeusaineistoa sekä Luonnonvarakeskuksen metsäinventointiaineistoa. Hankkeessa Numerola mallinsi Elenian verkkoalueelta 25 km x 25 km kokoisen pilottialueen tietyllä tuulennopeudella ja -suunnalla. Tuloksia peilattiin toteutuneisiin käytöjärjestelmän vikapaikkoihin, jolla saatiin osviittaa tulosten luotettavuudesta. Lopputuloksena saatiin riskianalyysi ja kuva-aineisto alueelta. Projekti toteutettiin vuonna 2016.
Tuulivoimaliitynnän tekninen kehittäminen
Tutkimusprojektissa tutkittiin alue- ja jakeluverkkoon kytkettävien tuulipuistojen verkostovaikutuksia esimerkkitapausten avulla. Tavoitteena oli kehittää koordinoitu säätöratkaisu tuulipuiston loistehon säädölle ja 110/30 kV päämuuntajan käämikytkimelle. Projektissa kartoitettiin sähkön laadun näkökulmasta tuulipuiston liittämismahdollisuutta 110/20 kV sähköasemalle ja kehitettiin siihen mitoitussääntöjä. Lisäksi selvitettiin kuinka suuria korrelaatiot eri pisteiden välillä voivat olla 110 kV:n verkossa. Toisaalta määritettiin, mitä tietoja liitettävästä tuulipuistosta ja sen käyttäytymisestä tarvitaan, jotta 110 kV:n verkon kapasiteetin riittävyyttä voidaan tarkastella suunnitteluvaiheessa. Projektin tuloksena saadaan tutkimustietoa tuulivoiman säätöperiaatteiden määrittelyä varten sekä tarkennettua sähkön laatuun liittyviä mitoitustekijöitä. Tampereen teknillinen yliopisto toteutetti projektin vuosina 2015–2016.
Ilmajohtoverkon viankorjaus maakaapelointiteknologiaa hyödyntäen
Diplomityössä laadittiin yleiset periaatteet siitä, milloin laajoissa vikatilanteissa ilmajohtoverkko korjataan ja milloin korjauksessa hyödynnetään maakaapelointia. Lisäksi tehtiin prosessikuvaus, jossa huomioitiin suunnittelun, maankäytön, dokumentoinnin ja rakentamisen tarpeet. Työssä selvitettiin väliaikaisten kaapelointiratkaisujen toteutettavuus sähköturvallisuus-määräysten kannalta. Yhteistyössä urakoitsijoiden kanssa toteutettiin esimerkkikohteita, joilla toimintamallin toimivuus voitiin todentaa ja kartoitettiin jatkokehitystarpeet. Toimintamalli oli täysin uusi tapa toimia viankorjauksesssa, joka on tuotu osaksi jokapäiväistä viankorjausta. Diplomityö lisäsi tietoisuutta tarvittavasta prosessikehityksestä. Diplomityö toteutettiin vuonna 2015.
Betonoinnin korvaaminen SRE-P putkella kaapelin suojaamisessa
Projektissa testattiin keskijänniteverkon kaapelin suojaamisesta SRE-P putkella betonoinnin sijaan. Menetelmä on hyödyllinen erityisesti kohteissa, missä betonin kuljetus ongelmallista ja suojattavaa reittiä on pitempi matka. Lisäksi menetelmä soveltuu mm. kallioasennuksiin, silta-asennukseen, pinta-asennettujen kaapeleiden suojaamiseen sekä tuulipuistojen kaapelointiin. Saatujen kokemusten perusteella menetelmä tuo lisämahdollisuuksia kaapelien asentamiseen vaikeissa olosuhteissa. Projekti toteutettiin yhteistyössä urakoitsijan kanssa vuonna 2015.
Kaapelisuojamatto
Projektissa pilotoitiin kaapelin asennustapaa, jossa kaapelit mantteloitiin erillisellä laitteella ja asennettiin sen jälkeen maahan. Mantteloinnin tavoitteena oli vähentää asennuksen aikaisia kaapelivaurioita sekä vaurioiden muodostumista asennuksen jälkeisenä aikana ja näin pidentää kaapelin elinikää. Kohteessa kaapelin manttelointi tapahtui kaapelikelalta suoraan toiselle kaapelikelalle, jonka jälkeen mantteloidun kaapelin auraaminen tapahtui kaapelikelalta. Menetelmä osoittautui pilotoinnin perusteella teknisesti toimivalta ja se voi joissain tilanteissa korvata muut kaapelin suojaamisen menetelmät. Projekti toteutettiin vuona 2015.
Jännitteen säädön ja loistehon hallinnan kokonaiskuva
Hankkeessa Tampereen teknillinen yliopisto teki tarkasteluja koko voimajärjestelmän jännitteen säädön ja loistehon hallinnan teknisestä näkökulmasta. Lisäksi tehtiin taloudellisia laskelmia kokonaiskustannuksista. Hanke toteutettiin vuosina 2016–2017.
Vikaindikaattoreiden pilotointi
Hankkeessa tehtiin laajamittainen selvitys vikaindikaattorilaitteistojen yleisistä ominaisuuksista ja niiden kehitystarpeista. Lisäksi testattiin vikaindikaattoreita kaapeli- ja ilmajohtoverkoissa painopisteen ollessa kaapeliverkossa. Vikaindikaattoreita ole aiemmin hyödynnetty vian rajaamisen apuvälineenä maaseudun maakaapeliverkossa. Tuloksena saatiin yhteenveto vikaindikaattorin teknisistä vaatimuksista ja kokemuksia niiden hyödynnettävyydestä sekä määrittely hyvästä ja tehokkaasta asentamisprosessista. Osaa projektin tuloksista esiteltiin CIRED:n workshopissa 2016 (Advanced fault detection in compensated networks). Hankkeessa on tehty laajalti yhteistyötä eri laitevalmistajien kanssa. Hanke toteutettiin vuosina 2015–2016.
Sähkönjakeluverkon raivausten ja lentotarkastusten arviointi ja kehittäminen
Diplomityössä tarkasteltiin kunnossapidon ja metsänhoidon perusperiaatteita, joiden pohjalta tehtiin menetelmäkohtaista tarkastelua. Työssä kerättiin haastatteluilla eri sähköverkkoalan ammattilaisilta tietoja eri menetelmistä sekä niiden hyödyistä ja haitoista kokemuksiin pohjautuen. Menetelmiä tarkasteltiin myös keskeytystilastoihin sekä maasto- ja metsäolosuhteisiin pohjautuen. Lopputuloksena esitettiin kehitysehdotuksia Elenian vierimetsänhoitoon ja raivausprosessiin. Vierimetsänhoitoon esitettiin alueellinen prioriteettijärjestys, jonka mukaisesti hoitotoimenpiteitä kannattaa kohdistaa. Raivausprosessin osalta työssä esitettiin helikopterioksinnan jatkamista valikoiduissa kohteissa. Raivausprosessin laadunhallinnan parantamiseen esitettiin useita vaihtoehtoja, joiden avulla toteutuneen työn seurantaa on mahdollista kehittää. Diplomityö toteutettiin vuonna 2015.
Jakeluverkon loistehon hallinnan suunnitelmaa
Laajeneva kaapeliverkko lisää sähköverkon loistehon tuotantoa tulevina vuosina. Vuositasolla Eleniassa rakennetaan keskijännitekaapelia yhteensä noin 3000 km ja jokainen kilometri tuottaa loistehoa verkkoon etenkin matalilla kuormitustasoilla. Lisäksi Fingrid on muuttanut loistehon laskutusperiaatteita, jotka tulee huomioida loistehon kompensointia suunnitellessa. Diplomityössä määritettiin käytettävät loistehon kompensointilaitteistot ja tehtiin kustannus-hyöty-analyysi eri vaihtoehdoista. Sähköverkolle laadittiin loistehon kompensointisuunnitelma sekä strategia laajenevan maakaapeliverkon tarpeisiin. Diplomityö toteutettiin vuonna 2016.
Suurhäiriövalmiuksien kehittäminen
Hankkeen tavoitteena oli kehittää Elenian toimintaa ja järjestelmiä niin että suurhäiriöiden asiakas- ja taloudellisten vaikutukset minimoidaan. Projektissa kehitettiin automaation avulla suurhäiriön vianrajausta ja jakelun palautusta sekä luotiin kumppanuusyhdyspintaan uusia toimintamalleja, jotta vianrajaus ja korjaustyöt pääsevät heti alkuvaiheessa entistä nopeammin käyntiin. Osana projektia laadittiin suunnitelma ICT-järjestelmien kapasiteetin ja toiminnan varmistamiseksi, kuten ryhmäpuhelujärjestelmän laajentaminen, käytönvalvontajärjestelmän toimintavarmuuden turvaaminen ja etäkäytön varmistaminen. Projektissa kehitettiin koulutusohjelma, jonka avulla käytönvalvojia voidaan perehdyttää. Lisäksi tarkasteltiin käyttötoiminnan tilatarpeita suurhäiriötilannetta ajatellen. Projektin tuloksia esiteltiin CIRED:n workshopissa vuonna 2016 (Development of major power disruption management). Projekti toteutettiin vuosina 2014–2015.
Hajautetun kompensoinnin kenttämittaukset
Projektissa selvitettiin uusien admittanssiperustaisten suojausperiaatteiden käyttökelpoisuutta sekaverkoissa sekä tutkittiin alkavien vikojen indikoinnin mahdollisuuksia yhdessä vianpaikannuksen kanssa. Kenttätesteissä mitattiin vikatilanteissa todellista resistiivistä maasulkuvirtaa sekä tutkittiin kompensoinnin (shunt-reaktori & hajautettu kompensointi) vaikutusta maasulkuvirtaan. Resistiivisestä maasulkuvirrasta ei ollut aiempia mittaustuloksia . Kenttätesteistä saadun tiedon pohjalta maasulun suojausfunktioita kehitettiin maakaapeliverkon suojausta varten. Kenttätestit ja niiden avulla tehty selvitystyö johti täysin uuden toiminnallisuuden toteuttamiseen sähköverkon suojalaitteissa. Projektin tuloksia on esitelty 2015 CIRED:n konferenssissa (Post-fault oscillation phenomenon in compensated MV-networks challenges earth-fault protection). Projekti toteutettiin vuosina 2013–2014.
Sarjaresistanssin pilotointi hajautusti kompensoiduilla sähköasemilla
Pelkkää hajautettua kompensointia sisältävillä sähköasemilla on ollut ongelmia releiden toiminnassa maasulkutilanteissa. Vikaantuneen lähdön lisäksi on laukaistu pois terveitä lähtöjä jälleenkytkennän jälkeen. Tilanne on ollut ongelmallinen asemilla, joissa ei ole keskitettyä kompensointia, mutta suuret maasulkuvirrat. Hankkeessa selvitettiin PSCAD-simulointien avulla tilannetta, joka tulosten perusteella voidaan korjata tähtipisteeseen asennettavalla sarjavastuksella. Mallinnuksen lisäksi toteutettiin käytännön pilotointi asentamalla vastuskomponentti hajautetun kompensointimuuntajan tähtipisteeseen sähköasemakohteessa. Lisäksi toiminta todennettiin releiden häiriötallenteista. Sarjaresistanssin asentaminen osoittautui käytännössä toimivaksi ratkaisuksi. Projekti toteutettiin vuosina 2013–2014.
Jännitetyönä tehtäviin 20 kV sähkönjakeluverkon vajaanapaisiin kytkentöihin liittyvät sähköiset ilmiöt
Projektin tavoitteena oli kerätä tietoa yksinapaisten jännitetyökytkentöjen aikaisista ilmiöistä sähkönjakeluverkossa, huomioida yksinapaisten jännitetyökytkennät verkon suojauksessa ja saada selkeät reunaehdot kytkentöjen tekemiselle. Projektissa toteutettiin perusjännitetöiden mallintamista ja simulointia sekä kenttämittauksia. Mittaus- ja simulointitulosten vertailu ja analysointi kuuluivat projektiin. Projektin tuloksena saatiin selkeä kuva jännitetöiden aikaisista sähköisistä ilmiöistä sekä rajat, joiden puitteissa jännitetyökytkentöjä voidaan tehdä. Työn avulla vähennettiin ei-toivottuja suojaustoimintoja. Kyseessä oli ST-poolin hanke, jossa Elenia oli mukana omalla ja urakoitsijoiden työpanoksella osassa kenttämittauksissa. Tampereen teknillinen yliopisto vastasi simuloinneista ja tulosten tulkinnasta. Projekti toteutettiin vuosina 2013–2014.
Subcomp
Hankkeessa testattiin samaan koppiin jakelumuuntajan kanssa asennettavaa maadoitusmuuntajan ja hajautetun sammutuskelan yhdistelmää (Subcomp). Pienemmässä muuntajaluokassa (200 kVA ja alle) hajautettuja sammutuskeloja on ollut myynnissä, mutta tarvetta oli myös hajautettua kompensointia suurempaan muuntajaan. Subcomp osoittautui mahdolliseksi asentaa samaan muuntajatilaan jakelumuuntajan kanssa, mutta asennus jouduttiin tekemään muuntamon tehtaalla, koska se ei ollut järkevästi toteutettavissa maastossa. Laite osoittautui toimivaksi tavallisten hajautettujen kompensointimuuntajien tavoin ja on ollut verkossa käytössä asennuksesta lähtien. Laitetta on mahdollista hyödyntää erityisesti yli 200 kVA muuntajakoneiden yhteydessä kompensointilaitteena. Hanke toteutettiin vuonna 2013.
Kauhasta tietoa xyz
Projektissa selvitettiin ja testattiin koneohjausjärjestelmien hyödyntämistä kaapelin sijaintitiedon ja upotussyvyyden hallinnassa, joiden määrittämiseen ei ollut käytössä soveltuvia työkaluja. Projektissa toteutettiin yhdessä paikannuslaitevalmistajan ja sähköverkkourakoitsijan kanssa todellisessa kaapelointikohteessa demonstraatio kaapelitiedon keräämisestä ja kerätyn asennustiedon hallinnasta. Tuloksena saatiin selvitys olemassa olevasta laitekannasta ja käyttöperiaatteista sekä ehdotus, miten maanalaisia kaapeleita voidaan hallita tietojärjestelmissä. Pilotin laitteisto osoittautui toimivaksi, eikä paikannus itse kaivutyössä lisännyt työvaiheita. Suurimmaksi haasteeksi muodostui satelliittien näkyvyys, mikä vähensi laitteiston käytettävyyttä. Projekti toteutettiin vuosina 2013–2014.
Kaapeleiden ukkosvauriot
Selvitys tehtiin yhteistyössä Tampereen teknillisen yliopiston kanssa ja se keskittyi maassa olevan vielä verkkoon kytkemättömän kaapelin herkkyyden määrittämiseen salamaylijännitteille. Tutkimuksessa selvitettiin eri tyyppisten keskijännitekaapeleiden herkkyyttä ylijännitteille, erityisesti ylijännitepulssin vaikutus ulkovaippaan, sekä ehdotettiin suojausmenetelmä kytkemättömille kaapeleille tavoitteena ennaltaehkäistä ongelmia. Selvitys toi uutta tietoja ja konkreettisen ehdotuksen asentamattomien kaapeleiden maadoittamiseksi maastossa ennen kaapelien asennusta. Selvitys tehtiin vuonna 2013.
Muuntamoautomaation hyödyntämismahdollisuudet Elenian jakeluverkossa
Diplomityössä tutkittiin ja määritettiin Elenialle strategia muuntamoautomaation hyödyntämismahdollisuuksista. Lisäksi tehtiin esitys vian paikannuksen strategiaksi taajama- ja haja-asutusalueiden keskijänniteverkoissa. Muuntamoautomaatiota kehittämällä on mahdollista nopeuttaa keskijänniteverkon vikojen paikannusta ja korjausta. Selvitystyön tuloksena syntyi uutta tietoa vianindikointilaitteistojen käyttökohteista älykkäässä sähköverkossa. Projekti toteutettiin vuosina 2013–2014.