Relesuojauskoulutus Fingridin verkkoon liittyjille. 05/2014 Patrik Lindblad, vanhempi HVDC-asiantuntija (aik. relesuojaustiimin vetäjä)

Transkriptio

1 Relesuojauskoulutus Fingridin verkkoon liittyjille 05/2014 Patrik Lindblad, vanhempi HVDC-asiantuntija (aik. relesuojaustiimin vetäjä)

2 2 Ohjelma 8.30 Aamukahvi 9.00 Kantaverkkoon liittymisen yleisohjeet Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet Releasetteluesimerkkejä Lounas Releasetteluesimerkkejä, jatkuu Muita relesuojausasioita Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen 14: Kahvi Tilaisuus päättyy P Lindblad

3 3 Koulutuksen sisältöä 1. Kantaverkkoon liittymisen ohjeet eri liityntätavat (P Parviainen, J Sederlund / ) 2. Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet 400 kv, 110 kv, voimajohtoliitynnät, asiakasverkot 3. Releasettelujen määrittämisen esimerkkejä 4. Muita relesuojausasioita Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas, FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet, hyvät asennustavat 5. Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen runkojohdon viassa paikallinen eroonkytkentäreleistys, eroonkytkennän viestiyhteys P Lindblad

4 4 Koulutuksen sisältöä 1. Kantaverkkoon liittymisen ohjeet eri liityntätavat (P Parviainen, J Sederlund / ) 2. Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet 400 kv, 110 kv, voimajohtoliitynnät, asiakasverkot 3. Releasettelujen määrittämisen esimerkkejä 4. Muita relesuojausasioita Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas, FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet, hyvät asennustavat 5. Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen runkojohdon viassa paikallinen eroonkytkentäreleistys, eroonkytkennän viestiyhteys P Lindblad

5 Kantaverkko mikä se on? Kantaverkko = rengaskäyttöinen, maan kattava tuotanto- ja kulutuskeskittymät yhdistävä suurjänniteverkko. Kantaverkon kehittämisen keskeisimmät tavoitteet ovat korkea käyttövarmuus sekä teknistaloudellisesti optimaalinen sähköverkon rakenne.

6 6 Liittyminen kantaverkkoon 1 (3) Fingrid määrittelee liittymistavan ja paikan kantaverkkoon ottamalla huomioon liitynnän kulutuksen/tuotannon tehon, tarpeet & sijainnin vaikutus kantaverkon käyttövarmuuteen/ympäristöön alueen tuotannolle/kulutukselle lisääntyvistä keskeytyksistä ja häiriöistä aiheutuvat haitat tekniset toteutusvaihtoehdot ja kustannukset Liittymistavasta sopiminen Jännitetaso Kytkinlaitos- tai voimajohtoliityntä Sähkölaitteistojen suojaus ja yhteensopivuus Energianmittaus- ja tietoliikenneyhteydet Liitynnän noudatettava voimassaolevia teknisiä ehtoja Fingrid Oyj:n yleiset liittymisehdot (YLE) Voimalaitosten järjestelmätekniset vaatimukset (VJV)

7 P Lindblad

8 8 Liittyminen kantaverkkoon 2 (3) Alla mainitut dokumentit löytyvät Fingridin internetsivuilta Ennen rakentamista liittyvän verkon rakenne- ja sijoituspiirustukset on lähetettävä Fingridille Liityntätapojen esimerkkipiirustuksia Energiamittauksen esimerkkipiirustus Fingrid vastaa suojauskoordinaatiosta ja asiakas vastaa liittyvän verkon suojausasetteluista Relesuojauksen pääperiaatteet Teknistä tiedonvaihtoa koskevat ohjeet ja muut huomioitavat asiat Asiakkaalta tarvittavat tiedot Ohjeelliset verkon mitoitusarvot Fingridin 110 kv verkon sähkönlaatu

9 Liittyminen kantaverkkoon 3 (3) Alla mainitut dokumentit löytyvät Fingridin internetsivuilta (jatkoa) Liittymissopimusmalli, jonka mukaan sovitaan tapauskohtaisesti liitynnästä (mukaan lukien liittymismaksu) Liittymisestä aiheutuvat muutokset olemassa olevaan kantaverkkoon sisältyvät liittymismaksuun Mikäli asiakkaan tarpeet edellyttävät kantaverkkoon lisärakenteita tai -laitteistoja, toteutuksesta vastaa Fingrid ja kustannuksista asiakas Kantaverkon voimajohtoon rakennettavat kytkinlaitteet ovat valmistuttuaan Fingridin omaisuutta ja Fingrid vastaa niiden käytöstä, kunnossapidosta ja korvausinvestoinneista siihen asti, kunnes laitteen tarve poistuu.

10 10 Liityntähanke Asiakkaan toimenpiteet Yhteydenotto Fingridiin Suunnitelmien laatiminen Liittymisajankohdan sopiminen Tekniset dokumentit Alustavat tiedot (yhteystiedot, teho ja tyyppi, kohteen sijainti ja aikataulu) Suunnitelmien toimitus Fingridille tarkastettavaksi Käyttöönottotarkastus ja pöytäkirjan toimitus Fingridille Loppudokumenttien toimitus Fingridille viimeistään kaksi kuukautta käyttöönotosta Liitettävyys Suunnittelu Rakentaminen ja käyttöönotto Kantaverkkoyhtiön toimenpiteet Liittymisvaihtoehtojen tarkastelu Suunnitelmien tarkastus Liitynnän toteutus Liitynnän kytkentä ja käyttö Liitynnän tekniset reunaehdot Lisäohjeistus Aie-, hanke- ja liittymissopimusten laatiminen Käyttökeskeytys- ja kytkentäsuunnittelu Käyttöasiantuntijan katselmus Kantaverkkosopimus Keskeytykset ja kaupallinen käyttö Energiaselvitys Kunnossapito

11 P Lindblad

12 P Lindblad

13 P Lindblad

14 14 Liittymistavat Kytkinlaitosliityntä oma katkaisijalähtö sähkön laadun kannalta paras ratkaisu liitynnän + liityntäjohdon vioissa vain se laukaistaan pois selektiivisesti Voimajohtoliityntä liittyminen runkojohtoon haarana heikentää sähkön laatua myös (osa) haarajohdon vioista vaikuttavat runkojohdon käytettävyyteen kuinka suuressa määrin riippuu haaran pituudesta ja liityntätavasta vähentää asiakkaittemme voimajohtojen rakentamistarvetta lisäpalvelu, joka säästää asiakkaillemme miljoonia P Lindblad

15 Liittymistapa - kytkinlaitosliityntä 1 (1) Kytkinlaitosliitynnällä tarkoitetaan liittymistä kantaverkon 400 kv, 220 kv tai 110 kv kytkinlaitokseen. Asiakas vastaa liittymisjohtonsa rakentamisesta. Fingrid vastaa tarvittavista teknisistä järjestelyistä kytkinlaitoksellaan ja rakennuttaa tarvittaessa uuden kytkinlaitoksen. Liityntä pyritään saamaan valmiiksi noin 24 kuukauden kuluessa allekirjoitetusta hanke- ja/tai liittymissopimuksesta. Jos liityntä edellyttää laajoja muutoksia kantaverkossa, liitynnän käyttöönottoaikataulusta sovitaan erikseen. Omistus- ja hallintarajana ovat pääte-telineen U-pultit ja alastulojohtimien yläpään liittimet. Pultit ja liittimet omistaa Fingrid.

16 16 Liittymistapa 110 kv voimajohtoliityntä 1 (4) Voimajohtoliitynnällä tarkoitetaan kantaverkon voimajohtoon joko kiinteästi tai kytkinlaitteella liittyvää haarajohtoa tai sähköasemaa Haarajohdon erottavat kytkinlaitteet on sijoitettava mahdollisimman lähelle liittymispistettä Liittyminen voimajohtoon kytkinlaitoksen lähellä ei sallittu Suurin sallittu johdolle liitettävän muuntajan yksikkökoko on 25 MVA. Sitä suuremmat muuntajat liitetään katkaisijalla kytkinlaitokseen. Samaan liityntään voidaan kytkeä enintään 2 x 25 MVA muuntajaa, kunhan keskijänniteverkko ei ole rinnankytketty. Samaan johtoon voi kytkeytyä rajallinen määrä ym. liityntöjä eli vain "niin paljon kuin tehoa kuin siihen mahtuu" Omistusraja Liittymispiste ja omistusraja on haarajohdon liityntäköysien asiakkaan yläpään liittimet kantaverkon johdossa.

17 Liittymistapa 110 kv voimajohtoliityntä Haarajohdon pituus 1) Sähköasema 2 (4) Kantaverkon kytkinlaitos Suojaavat kytkinlaitteet Kantaverkon voimajohto Haarajohto < ½L L Kantaverkon kytkinlaitos Haarajohto L < L 2) Sähköasema 1) Haarajohdon pituus ei saa ylittää puolta (50 %) liitynnän ja lähimmän suojaavan katkaisijan välisestä etäisyydestä. 2) Erikseen suojatun haarajohdon pituus voi olla enintään liitynnän ja lähimmän suojaavan katkaisijan välinen johtopituus (100 %).

18 Liittymistapa 110 kv voimajohtoliityntä 3 (4) Yli 2 km pitkä haarajohto pitää voida erottaa käyttötoimenpiteenä kytkinlaitteella jännitteisenä. Haarajohdon pituus alle 2 km Kiinteä liityntä ei pakollisia kytkinlaitteita Haarajohdon pituus 2 7 km Liityntä kytkinlaiteella erotin + maad.kytkin Haarajohdon pituus yli 7 km Liityntä kytkinlaitteella tehoerotin + maad.kytkin Kaksoisjohtoon liityttäessä liityntäerottimessa on oltava maadoituserottimet myös kantaverkon voimajohdon puolella työturvallisuuden varmistamiseksi. Liittymispiste Kiinteä liityntä Liityntä kytkinlaitteilla Liittymispiste

19 Liittymistapa 110 kv voimajohtoliityntä Pitkän haarajohdon liityntä katkaisijalla Liittymispiste 4 (4) Kantaverkon johtosuojausta ei ole teknisesti mahdollista käyttää pitkän haarajohdon suojana, joten pitkiä haarajohtoja tulee välttää. Mikäli liitettävän voimajohdon liitynnässä on suojarelein varustettu katkaisija, liitettävän voimajohdon pituus voi olla yhtä suuri kuin liitynnän etäisyys lähimpään kantaverkon voimajohdon suojaavaan katkaisijaan. Haarajohto tulee varustaa viiveettömällä oiko- ja maasulkusuojauksella. Haarajohdolla ei voi käyttää pikajälleenkytkentää. Haarakatkaisijan varasuojana toimii kantaverkon voimajohdon hidastetut vyöhykkeet, haarajohdon pituus ei saa ulottua tämän suojausalueen yli.

20 Voimalaitoksen liittäminen 1 (4) Suomen voimajärjestelmään kytkeytyvien nimellisteholtaan yli 0,5 MVA voimalaitosten tulee täyttää voimalaitosten järjestelmätekniset vaatimukset (VJV) Yli 250 MVA voimalaitos liitetään 400 kv kytkinlaitokseen Alle 250 MVA voidaan liittää 110 kv kytkinlaitokseen Poikkeuksena kantaverkon 110 kv voimajohtoon voidaan liittää alle 5 MVA voimalaitos enintään 25 MVA voimalaitos, jonka kantaverkkoon syöttämä oikosulkuvirta on korkeintaan 1,2-kertainen verrattuna voimalaitoksen nimellisvirtaan

21 21 Voimalaitoksen liittäminen 2 (4) Järjestelmien yhteensopivuuden varmistamiseksi suunnittelu ja tiedonvaihto on aloitettava hyvissä ajoin toimittajan, liittyvän asiakkaan ja kantaverkkoyhtiön sekä mahdollisesti jakeluverkkoyhtiön kesken Fingrid vastaa voimajohtonsa tahdissaolovalvontareleistä (> 1 MVA) Fingrid varustaa voimajohtonsa tarvittaessa voimalaitoksen etälaukaisulla ainakin kantaverkon voimajohdon toisen pääteaseman johtosuojaukselta eroonkytkennän viestiyhteyden (EVY) avulla silloin, kun paikallinen eroonkytkentäreleistys ei riitä (> 5 MVA) Tähän palataan esityksessä tarkemmin myöhemmin

22 22 Koulutuksen sisältöä 1. Kantaverkkoon liittymisen ohjeet eri liityntätavat (P Parviainen, J Sederlund / ) 2. Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet 400 kv, 110 kv, voimajohtoliitynnät, asiakasverkot 3. Releasettelujen määrittämisen esimerkkejä 4. Muita relesuojausasioita Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas, FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet, hyvät asennustavat 5. Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen runkojohdon viassa paikallinen eroonkytkentäreleistys, eroonkytkennän viestiyhteys P Lindblad

23 23 Miksi viallinen verkon osa erotetaan muusta verkosta? Sähköturvallisuuslaissa vaadittu pääosin koska Vikavirran aiheuttama lämpövaikutus vaaroineen Maassa kulkevan virran aiheuttama vaara eläville olennoille Maasulkuvirran indusoimat häiriöjännitteet Maasulun aikana sähköaseman potentiaalin nousu Voimansiirtojärjestelmän kannalta koska 400 kv verkossa oikosulut voivat aiheuttaa voimajärjestelmän stabiiliuden menetyksen Oiko- ja maasulkujen aiheuttamat jännitekuopat Maasulkujen aiheuttamat vaarajännitteet Kun viallinen osa kytketään pois, voi tehonsiirto jatkua muualla verkossa

24 24 Sähkönsiirtoverkon suojauksen ensisijainen perusperiaate Pohjoismaissa on N-1 mitoitussääntö: Mikä tahansa yksittäinen verkkovika ei saa johtaa laajenevaan häiriöön eikä stabiiliuden menetykseen Vaikuttaa suojauksen nopeus- kahdennus- ja kattavuusvaatimuksiin P Lindblad

25 25 Suojauksen toiminnan perusedellytyksiä Nopeus haittojen minimointi 400 kv:n verkossa stabiiliuden säilyttäminen 400 kv verkossa 0,1 s 220/110 kv verkossa 0,5 s Luotettavuus suojaus toimii suojausalueen kaikissa oiko- ja maasulkuvioissa (herkkyys 500 Ω huomioiden) vain ja ainoastaan niissä vikatapauksissa, missä sen on suunniteltu toimivan Selektiivisyys mahdollisimman pieni osa verkosta kytketään irti vian sattuessa

26 26 Verkon rakenne 400 kv ja 110 kv kantaverkko on pääosin silmukoitu rengasverkko, 220 kv silmukoitu yhdessä 400 kv ja 110 kv verkkojen kanssa Pohjois-Etelä siirtojohdot ja Ruotsin yhteydet on sarjakompensoitu asemalla tai keskellä johtoa kompensoidaan johdon reaktanssi X sarjakondensaattoriparistolla jopa 75 %:sti Osa 220 kv ja 110 kv verkoista käsittää myös säteisjohtoja

27 27 Voimansiirtoverkon maadoitustavat 400 kv ja 220 kv verkot on tehollisesti maadoitettu jokaisella asemalla on muuntajan tähtipiste maadoitettu vikavirtaa rajoitetaan tähtipisteissä olevien n. 100 Ω maadoituskuristimen avulla Pääosa 110 kv verkosta on osittain maadoitettu vain joillakin asemilla muuntajien tähtipisteet maadoitetaan vikavirtaa rajoitetaan tähtipisteissä olevien n. 100 Ω maadoituskuristimien avulla Lapin 110 kv verkko on sammutettu sammutuskela pienentää maasulkuvirran ja valokaariviat poistuvat automaattisesti vikapaikkaa ei tarvitse kytkeä jännitteettömäksi. Jos sammutus ei onnistu tehdään AJK ja tarvittaessa lopullinen laukaisu 20 kv reaktorilaitokset on maasta erotettuja

28 28 Vikatyypit Oikosulku Virta suuri, vikakohdan jännite pieni Johtojen ja muuntajien impedanssit rajoittavat vikavirtaa => mitä kauempana vika on, sitä pienempi oikosulkuvirta on Maasulku Maasulkuvirran suuruus ja vaikutukset riippuvat maadoitustavasta ja vikaresistanssista sekä vikapaikasta (pienenee mitä kauempana asemasta) Johtimen katkeaminen Jos johdinpää putoaa maahan maasulku Jos ei maakosketusta suojauksen toiminta riippuu verkon rakenteesta ja kuormituksesta: aiheuttaa nollavirtaa, mutta se voi olla niin pieni, ettei herkkä maasulkusuojaus toimi 110 kv säteisjohdolla vain kapasitiivisen varausvirran aiheuttama pieni nollavirta Ylikuorma

29 kv ja 110 kv kantaverkon suojauksen perusperiaatteet Oikosulkusuojauksen nopea toiminta ( 0,1 s) on melko kattava Vasta-asemilla tai niiden lähellä, oikosulkusuojaus toimii 0,5 s ajalla, tai nopeammin, jos käytetään SVY:tä (vain tarvittaessa) Nykyään kahdennettu viiveetön pääsuojaus voimajohdoilla, aikaisemmin pää- ja varasuojaus Kytkinlaitoksilla kisko- ja katkaisijavikasuojaus vain tarvittaessa, vika tulee laukaistuksi 0,5 s ajassa Varasuojauksen toiminta-aika 0,1...1,0 s riippuen aseman koosta ja vikapaikasta. Nopeimmat toiminta-ajat koskevat vikoja johdon alkupäässä isoilla muuntoasemilla Suuriresistanssiset maasulkuviat kytketään irti verkosta yleensä 1-3 s vian alkamisesta viimeistään kuitenkin 5 s kuluttua tästä P Lindblad

30 kv rengasjohdon ja 220 kv johdon suojaus (lähes kuten 400 kv:llä) Y 110 kv Z = distanssirele Q 0 = suunnattu maasulkusuojaus JK = jälleenkytkentä tvalv = tahdissaolon valvonta laukaisu Z Q0 Z (JK) (tvalv) Q0 JK tvalv PJK AJK Hidastamattomista laukaisuista PJK, muutoin AJK

31 kv rengasjohdon suojaus 110 kv nykyperiaatteen mukainen johtosuojaus käsittää kahdennetun pääsuojauksen, jälleenkytkentätoiminnon- ja tahdissaolon valvonnan: pääsuojana tyypillisesti distanssirele integroitu suunnattu maasulkusuojaustoiminto (herkkyys 500 ohm) tyypillisesti myös JK-rele ja tahdissaolovalvoja ovat integroitu pääsuojaan mutta saavat myös olla erillisiä, varsinkin jos kytkinlaitos on duplex kaksikatkaisijajärjestelmä

32 kv säteisjohdon suojaus (kuten aikaisemmin yleisesti 110 kv:llä) 110 kv 3I> = käänteisaikaylivirtarele Y laukaisu Q0 3I> Z Q0 JK tvalv PJK AJK Hidastamattomista laukaisuista PJK, muutoin AJK

33 kv säteisjohdon suojaus 110 kv säteisjohdon ja "vanhan mallin" tyypillinen johtosuojaus käsittää: pääsuojauksen, tyypillisesti distanssirele integroitu suunnattu maasulkusuojaustoiminto varasuojauksen käänteisaikainen 3-v ylivirtarele maasulun suuntarele (ml. herkkä 500 Ω porras) jälleenkytkentätoiminto ja tahdissaolon valvonta a) integroituna pääsuojaan (tyypillistä 1990-luvun puolivälistä lähtien) tai b) ovat erillisiä (aikaisemmin normaali tapa)

34 kv säteisjohdon suojaus, jatkoa Pääsuojana aikaisemmin käytetty vakioaikaylivirtarelettä silloin, kun pienin oikosulkuvirta on suurempi kuin suurin kuormitusvirta Jos säteisjohto on pitkä ja johdon päässä olevassa viassa vikavirta asemalla on pieni, on käytettävä distanssirelettä Nykykäytännön mukaan myös säteisjohdolle distanssirele, johon integroidaan JK ja tvalv toiminnot yhteneväisempi muihin kenttiin FG:n asemalla Kahdennettu suunnattu maasulkusuojaus Qo Distanssin soveltuvuus pitkälle säteisjohdolle: tarvitaan aseteltava Io kynnys maasulkuhavahtumiseen ei saa laukaista muualla olevassa viassa (kapasitiivinen virta, pieni VM ensiövirta) distanssisuojan lukituksen hälytys viivästetään 5 s aiheettomien hälytysten välttämiseksi (muun verkon vioissa)

35 kv jälleenkytkennät 110 kv johdon jälleenkytkennöistä: Käytetään jokaisella voimajohdolla johdon käyttö palautuu automaattisesti (vain lyhyt sähkökatko) Pikajälleenkytkentä PJK käynnistyy viiveettömistä laukaisuista PJK aika on n. 0,7...1,0 s (aikaisemmin alkaen 0,6 s) valokaaren sammumiseen riittävä jännitteetön aika pidempi kuin distanssin 2. vyöhykkeen laukaisukaika) PJK epäonnistuu (vika ei poistunut) aikajälleenkytkentä AJK AJK aika on s AJK käynnistyy ilman PJK:ta kaikista hidastetuista laukaisuista AJK:ta ei käytetä kaupunkialueella turvallisuussyistä usein PJK-aika pidennetty 2,5 s:iin tai PJK:ta ei käytetä lainkaan

36 kv tahdissaolon valvonta 110 kv johdon tahdissaolon valvonnasta: Mikäli johdolla on tuotantoa, JK:t varustetaan tahdissaolon valvonnalla, joka sallii JK:n vain jos jännitteet samansuuruiset (ero pieni) tai johto jännitteetön (molemmat päät sallii tämän haarajohdolle jännite takaisin) jännitteiden kulmaero pieni taajuusero pieni Nykyään käsin kiinni kytkennässä on aina tahdissaolon valvonta "mukana" vahingossa ei kytketä epätahdissa olevaa piiriä verkkoon

37 37 Yhteensopivuus Koko voimansiirtoverkon toimivuuden kannalta asiakkailta odotetaan sellaisia vikojen irtikytkentäaikoja, että alueverkon suojaus toimii koko kantaverkon suojauksen kannalta koordinoidusti ja yhteensopivasti. Jos asiakasverkon suojausta ei kuitenkaan voida toteuttaa yhteensopivasti yllämainittujen periaatteiden kanssa on asiasta neuvoteltava FG:n kanssa P Lindblad

38 38 Suojaus kytkinlaitosliitynnässä Kun FG omistaa/rakennuttaa sähköaseman: asiakaslähdön suojaus toteutetaan FG:n käytännön mukaan rengasjohto: 2 x pääsuojaus säteisjohto: pää- ja varasuojaus tahd.valvonta riippuu siitä, liitetäänkö myös tuotantoa FG:llä > 1 MVA reletyyppien valinnassa huomioidaan onko lyhyt vai pitkä johto asiakkaan tarpeet huomioidaan, esim. johtodifferentiaalirele (asiakas vastaa viestiyhteydestä) sovittava kunnossapito- ja perusparannusperiaatteet kuka hoitaa mitäkin ja millä rahasummalla P Lindblad

39 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 1. Nopea laukaisu 110 kv vioissa Vian kestoaika tulee rajoittaa 0,1 sekuntiin, aina myös katkaisijalla varustetulla haarajohdoilla Pääsuojauksen toimimisajan tulee olla hidastamaton, ym. aikaan ( 0,1 s) luetaan mukaan myös katkaisijan toiminta-aika FG:n runkojohdon pääsuojausvyöhyke ylettyy aina myös haarajohdolle, ainakin osalle sitä ellei haarakatkaisijalla ole hidastamatonta laukaisua se jäisi kiinni haarajohdon pysyvässä viassa ja runkojohdon jälleenkytkentä tapahtuisi haarajohdossa olevaa vikaa vasten lopputuloksena kaikki runkojohdon asiakkaat jäisivät ilman sähköä ja vikapaikan etsintä viivästyisi, kun viallisen johdon katkaisija olisi jäänyt kiinni P Lindblad

40 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 1. Nopea laukaisu 110 kv vioissa (jatkoa) Lyhyellä johdolla (alle 5 Ω) pääsuojauksen hidastamattoman laukaisun tulee kattaa koko johto tarvitaan suojausviestiyhteys (mieluimmin johtodifferentiaalirele) Pitkillä johdoilla (yli 5 Ω) johdon loppuosan vioissa laukaisu saa tapahtua pääsuojan hidastetulla vyöhykkeellä Koska lähiaseman pääsuojaus toimii ym. 0,1 s ajalla, vain toinen kaukaisempi asema jää syöttämään vikavirtaa Vian kokonaiskestoajan tulee tällaisissa vioissa olla 0,5 s tai pienempi Asemille tarvitaan kiskosuojat, jos siihen liittyy lyhyitä 110 kv johtoja eikä selektiivisyyttä muuten saavuteta P Lindblad

41 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 2. Varasuojauksen toiminta 110 kv vioissa Lyhyillä johdoilla pääsuojauksen pettäessä ja tälle rakennetun varasuojauksen laukaistessa vian kokonaiskestoajan tulee olla 0,5 s tai pienempi Pitkän johdon loppupään viassa varasuojauksen toimimisaika saa olla enintään 1 s Haarajohdoilla pääsuojauksen pettäessä ja tälle rakennetun varasuojauksen laukaistessa vian kokonaiskestoaika saa olla enintään 0,4 s P Lindblad

42 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 3. Suojauksen aukottomuus Koko 110 kv verkon tulee olla suojattu pääsuojalla ja varasuojalla Päämuuntajan ja alajännitepuolen kytkinlaitoksen välinen osuus tulee olla suojattu esim. päämuuntajan erovirtareleellä ja yläjännitepuolen ylivirtareleellä Lyhyillä johdoilla täytyy laukaisun tapahtua nopeasti myös virtamuuntajien ja katkaisijan välillä olevassa viassa esim. lähettämällä kiskosuojan laukaisusta viestiyhteyssignaali vasta-asemien distanssireleille pääsuoja asetellaan laukaisemaan ilman viivettä, kun kytketään vikaa vasten (SOTF) tai kun toinen johdon katkaisijoista on vian syntyhetkellä auki (salliva yliulottuma ja kaikutoiminto) P Lindblad

43 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 3. Suojauksen aukottomuus (jatkoa) Jokainen muuntaja jonka kautta 110 (t. 220) kv verkkoon liittyy tuotantoa yli 1 MVA tulee sähköturvallisuussäännösten mukaan aina varustaa laukaisevalla 110 (t. 220) kv maasulkujännitesuojauksella (U 0 -rele) P Lindblad

44 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 4. Herkän maasulkusuojauksen aikaporrastus Säteittäisessä verkon osassa sopiva hidastus on 0,7 s ja seuraava porras 1,0 s Sellaisissa verkon paikoissa, joissa distanssirele ei kykene toimimaan maasuluissa esim. puuttuvien ukkosköysien johdosta, on käytössä lyhyempiäkin herkän maasulkusuojauksen laukaisuaikoja alkaen 0,4 sekunnista Jos tarvitaan yli 1,0 s hidastus, on asettelu sovitettava yhteen Fingridin verkon porrastuksen kanssa P Lindblad

45 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 5. Suojauksen toiminta johtokeskeytyksen aikana Yhden johdon ollessa pois käytöstä täytyy pääsuojauksen silti toimia normaalisti saa varasuojauksen toiminta hidastua mutta ei estyä kokonaan Tarvittaessa otetaan käyttöön 110 kv tähtipisteen varamaadoituspaikka P Lindblad

46 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 6. Suojauksen toiminta katkaisijahuollon aikana Päämuuntajan katkaisijan ollessa huollossa on muuntajasuojauksen laukaisut hoidettava aseman muulla relesuojauksella varustetulla katkaisijalla/katkaisijoilla Pelkällä ohituserottimella ei voida korvauskytkentää toteuttaa, syöttävän johdon millään suojauksella ei välttämättä ole edellytyksiä toimia muuntajaviassa Syöttävä pää X Liityntäasema X X P Lindblad

47 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 7. Johdon kapasitiivinen maasulkuvirta Johdon kapasitiivinen varausvirta maasuluissa on otettava huomioon asetteluissa jos se on suurempi kuin 50 A (3I 0 ) Säteisjohdolla distanssirele ei saa havahtua maasulusta jos vika on muualla verkossa P Lindblad

48 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 8. Nopea laukaisu 20 kv lähivioissa Johdonvarsiaseman 20 kv kisko-oikosuluissa ja 20 kv johtojen alkupäiden oikosuluissa tulee laukaisuajan olla enintään 0,2 s, jos päämuuntajan koko on 25 MVA. Pienemmän muuntajan tapauksessa sallitaan laukaisuajaksi enintään 1,0 s P Lindblad

49 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 9. Yli 1 MVA voimalaitoksen / generaattorin erottaminen voimajohtoliitynnässä Runkojohdolle lisätään tahdissaolonvalvonta, ellei sellainen jo ole Liitynnässä muuntaja tulee varustaa 110 (t. 220) kv nollajännitesuojauksella (kts. s. 42) Voimalaitos varustetaan saarekkeeseen erottamisreleistyksellä mahdollistaa runkojohdon pikajälleenkytkennän onnistumisen Isomman voimalan ( > 5 MVA ) osalla vaaditaan lisäksi eroonkytkennän viestiyhteys (EVY) Tarkemmat vaatimukset on esitetty ohjeessa "Voimalaitoksen erottaminen sähköverkosta ja eroonkytkennän viestiyhteys voimajohtoliitynnässä" P Lindblad

50 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 9. Yli 1 MVA voimalaitoksen / generaattorin suojauksen toiminnasta, jatkoa Voimalaitoksen tulee aina: irrota verkosta "sisäisen" (vml + haara) vian sattuessa sähkön laadussa ei haittaa muualle verkkoon voimajohtoliitynnässä runkojohdon viassa PJK:n aikana irrota verkosta (laukaisu, saarekkeeseen) mahdollistaa PJK:n onnistuminen, jotta johdolle muut asiakkaat heti saavat sähkönsä takaisin (sähkön laatu asia) pysyä verkossa vian sattuessa muualla verkossa (faultride-through FRT) tukea verkkoa ja jännitettä P Lindblad

51 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 9.1 Voimalaitosten FRT-vaatimus (VJV 2013, päivitetty v. 2007:stä) Teholuokat (Pmax): 1: 0, MW 2: MW 3: MW 4: > 100 MW P Lindblad

52 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 10. Jännitereleistys Kompensointikondensaattori on varustettava ylijännitereleellä Myös jännitteettömästä verkosta kondensaattori on kytkettävä irti Muuta yli- ja alijännitesuojausta ei edellytetä 110 kv verkon suojaamisen vuoksi Sen sijaan yli- ja alijännitesuojaus on jakeluverkkoyhtiöillä tarpeen kuluttajalaitevaurioiden ehkäisemiseksi P Lindblad

53 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 11. Kuormien erottamisreleistys Erikseen sovittaessa Fingridin ja asiakkaan välillä käytetään taajuusreleitä laukaisemaan joitakin asemakohtaisesti esivalittuja kuormia pois verkosta Releet asetellaan toimivaksi silloin, kun kantaverkossa tapahtuu sellainen häiriö, joka mahdollisesti voisi johtaa kantaverkon stabiiliuden menetykseen P Lindblad

54 kv verkon suojausta koskevat vaatimukset asiakasliitynnöille 12. Keinovikaerottimia ei enää sallita aikaisemmin on yleisesti käytetty keinovikaerottimia suojauksen havatuessa verkkoviasta tilanteessa, jossa esim. muuntajakatkaisijaa ei saa laukaistua (ei paikallista katkaisijaa), keinovikaerotin ohjataan nopeasti kiinni tämä aiheuttaa "johtovian" suuremmalla vikavirralla etäämpänä oleva suojaus pystyy toimimaan tällaisia ei enää saa käyttää, se aiheuttaa lisähaittaa muille asiakkaille sähkön laatupoikkeamina syvempi jännitekuoppa P Lindblad

55 55 Koulutuksen sisältöä 1. Kantaverkkoon liittymisen ohjeet eri liityntätavat (P Parviainen, J Sederlund / ) 2. Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet 400 kv, 110 kv, voimajohtoliitynnät, asiakasverkot 3. Releasettelujen määrittämisen esimerkkejä 4. Muita relesuojausasioita Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas, FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet, hyvät asennustavat 5. Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen runkojohdon viassa paikallinen eroonkytkentäreleistys, eroonkytkennän viestiyhteys P Lindblad

56 56 Distanssireleen tyypilliset vyöhykkeet ja toiminta-ajat rengasjohdoille: "ideaalitapaus" D A B C vyöhyke: 85 % johdosta A-B, hidastukseton 2. vyöhyke: vähintään 1,2 * johto A-B, t = 0,4 s 3. vyöhyke: ulottuma yli johto-osan A-C, t = 1 s Havahtumisvyöhyke (4): ulottuma eteenpäin yli kolmannen vyöhykkeen, taaksepäin ulottuma vaihtelee, t = 3-4 s

57 57 Distanssireleen asetteluperiaatteet säteisjohdolle Distanssin 1. vyöhykeen raja ulottuu normaalisti koko johdon pituudelle liityntäasemaan ja -muuntajaan asti ei tarvitse rajata 85 %:iin Distanssin varasuojausvyöhykkeiden osalta ei FG pysty lupaamaan, että ne ulottuvat liityntämuuntajan "yli" liityntämuuntaja on aina varustettava omalla suojauksellaan ja katkaisijallaan sama pätee haarajohdon liityntämuuntajalle P Lindblad

58 58 Distanssireleen asettelujen määrittelyprosessi FG:llä distanssireleen asettelut määritellään em. kalvon pääperiaatteiden mukaan Asettelut lasketaan käyttäen PSS/E-vikavirtaohjelmaa lasketaan vianaikaiset vikavirrat ja -jännitteet johdon minimivikavirta saadaan vasta-asemalla olevassa viassa ja tilanteessa, jossa suurin vikavirtaa syöttävä voimajohto on pois käytöstä johdon maksimivikavirta on lähiviassa ja aseman normaalissa kytkentätilanteessa marginaaleina käytetään 20 % tai vähintään 15 % (suurempi kuin virhemarginaali mittamuuntajista, releistä ja johtoarvoista) huomioidaan maksimikuormitettavuus P Lindblad

59 59 Distanssireleen asettelujen määrittelyprosessi Johtovakiot: johtojen X ja R-arvot saadaan johdintyypeistä (vaihe- ja ukkosjohtimet) voimajohdon ja pylväiden rakenteesta johtojen pituuksista nollaverkon arvot maan ominaisuuksista FG käyttää distanssireleessä aina myös maasulkusuojaustoimintoa nämä ovat aina arvioita, koska nollaresistanssi ja impedanssi ei ole 100 % mitattavissa Verkkotopologia varasuojausvyöhykkeiden asettelujen määrittelyyn vaikuttaa myös kaikki vasta-asemalta lähtevien johtojen pituudet johtoarvot P Lindblad

60 60 Distanssireleen ympyrä- ja monimuotokarakteristika X B C RF Vyöh.1 Vyöh.2 Vyöh.3 Moderneilla releillä on monimuotokarakteristika, jolla saavutetaan parempi resistiivinen ulottuma A R Kuormitusalueen rajaus R Ω Phi º

61 61 Vikaresistanssin RF vaikutus, kuormittamaton johto A ZL1 IA IB ZL2 B X RF (IB/IA )RF Ua RF Vikaresistanssi ZL1 R UA=IA x ZL1 + (IA+IB) x RF ZA = UA / IA = ZL1 + RF +(IB/IA) x RF A-aseman distanssireleestä katsoen vikaresistanssi RF on sitä suurempi mitä enemmän virtaa tulee johdon vastapäästä Distanssikuviossa vikaresistanssi siirtää toimintapistettä R-akselin suuntaan Vikaresistanssissa RF virrat IA ja IB ovat samansuuntaiset

62

63 63 Sivusyötön vaikutus distanssireleen näkemään impedanssiin A ZL1 IA = 1 ka IB = 3 ka ZL2 B X (IA+IB) x ZH IA = 4 x ZH Ua ZH C UA = IA x ZL1 + (IA+IB) x ZH IA + IB = 4 ka ZL1 R ZA = UA / IA = ZL1 + (IA+IB)xZH IA A-aseman distanssireleestä katsoen vikaimpedanssi ZH vaikuttaa suuremmalta, koska virtaa tulee johdon vastapäästä Distanssikuviossa vikaimpedanssi vääristyy virtojen suhteessa distanssi aliulottuu Tarkastelutapauksessa virrat IB = 3 x IA

64 64 "Asetteluesimerkki" runkojohdon pitkähkölle haaralle Z A Z B A X X B C X Dist. 1. vyöh. voi ulottua muuntajalle asti, jos sivusyöttöä ei B-asemalta juuri ole Dist. nopean laukaisun 1. vyöh % Z A Z B A X X B C X Dist. nopean laukaisun 1. vyöh % ei ulotu koko haarajohdon yli toisesta suunnasta laukaisu hidastuu 0,1 s 0,5 s ja heikentää sähkön laatua muille liittyjille P Lindblad

65 65 "Asetteluesimerkki" runkojohdon lyhyelle haaralle Z A Z B A X X B C X Dist. 1. vyöh. ulottuu muuntajalle asti Dist. nopean laukaisun 1. vyöh % Z A Z B A X X B C X Dist. nopean laukaisun 1. vyöh % ulottuu koko haarajohdon yli laukaisu ei hidastu (0,1 s) P Lindblad

66 66 "Asetteluesimerkki" runkojohdon liian pitkälle haaralle Z A Z B A X X B Dist. nopean laukaisun 1. vyöh % ei ulotu koko haarajohdon yli molemmista suunnista laukaisu hidastuu 0,1 s 0,5 s ja heikentää sähkön laatua muille liittyjille C X Dist. nopean laukaisun 1. vyöh % A Z A X Z B X B Edes 2. vyöh. ei aina ylety, jos vikavirtaa syötetään johdon molemmista päistä voi jäädä sivusyötön takia 3. vyöhykkeelle! P Lindblad C X

67 67 "Asetteluesimerkki" runkojohdon pitkälle haaralle omalla haarakatkaisijalla varustettuna Z A Z B A X Koska runkojohdon distanssin 1. vyöh. ei ulotu koko haarajohdon yli, haarakatkaisijan hidastamaton pääsuojaus tulee ulottua sinne X C X X B Runkojohdon dist. nopean laukaisun 1. vyöh % Z A Z B A X X X B "Yhteinen" hidastamaton suojausalue C X P Lindblad

68 68 Distanssireleen vyöhykkeet ja niiden ulottuvuus toimii 2 v. ja 3 v. vioissa Muonio Sirkka Suurkuusikko Porttipahta 1v 2v 3v 4v 3,0 s X ohm/v Kolari Äkäslompolo Levi Kittilä Isoniemi Vajukoski Kevitsa Kelukoski SOTF 100 Kokkosniva 1,0 s 0,4 s MLT Pelkosenniemi 0 s VAJ R ohm/v Meltaus Isokero Kursu Salla s Valajaskoski Permantokoski Lapin 110 kv sammutetun verkon suojaus/ Taisto Kemppainen

69 69 Releasettelu case: Iloharju-Suonenjoki-Vesanto- Alapitkä Tässä käytännön esimerkki säteis/rengasverkon johtojen distanssireleiden asetteluista, joka on tullut esille asiakkaan kanssa keskusteluissa P Lindblad

70 70 Releasettelu case a) Iloharju-Suonenjoki- Vesanto-Alapitkä Huomioita: Ei sallittu pitää renkaassa Johto/johdot aina säteiskäytössä VEN-AP kiinni vain, jos ILH-VEN auki tai AP-VEN auki VEN asemalla ei suojausta? Esim. SUO aseman suojaus: AP auki ILH syöttää koko lenkkiä ILH auki AP syöttää koko lenkkiä "ketju" muualla auki AP ja ILH syöttävät säteittäisesti kutakin puolta Tarvii huomioida suojaus molempiin suuntiin??? 38 Ω 29,6 Ω?????? 17,3 Ω P Lindblad

71 71 Releasettelu case a) Iloharju-Suonenjoki- Vesanto-Alapitkä Normaali tilanne: Asettelut VEN-AP auki????? Jos VEN asemalla ei suojausta, SUO-VEN distanssin 1-vyöh. kannattaa laittaa VEN aseman yli SUO-VEN 1-vyöh. 85 % Koordinaatio OK???? ILH-VEN 1-vyöh. 86 % P Lindblad

72 72 Releasettelu case a) Iloharju-Suonenjoki- Vesanto-Alapitkä Normaali tilanne: Asettelut VEN-AP auki????? Jos VEN asemalla ei suojausta SUO-VEN distanssin 1-vyöh. kannattaa laittaa VEN aseman yli SUO-VEN 1-vyöh. 85 %? Koordinaatio OK??? ILH-VEN 2-vyöh. SUO-VEN 63 % P Lindblad

73 73 Releasettelu case a) Iloharju-Suonenjoki- Vesanto-Alapitkä AP katk auki Tilanne: Asettelut VEN-AP kiinni AP-VEN katk. auki Koordinaatio OK SUO-VEN 2-vyöh. 36 % VEN-AP????? Jos VEN asemalla ei suojausta SUO-VEN distanssin 2-vyöh. kannattaa laittaa AP asemalle asti mutta pitää varmistaa, ettei 2-vyöh. ulottuma oikosuluissa mene 110/20 kv muuntajien yli (25 MVA, zk 10% ~ 48 Ω) P Lindblad???? ILH-VEN 3-vyöh. VEN-AP 21 % 44 Ω < 48 Ω Pyritään välttämään 3-vyöh. ulottumista 110/20 kv muuntajien alajännitepuolelle. Muutoin harkittava aikaselek-tiivisyyden parantamista 3. vyöh. yli 1,0 s

74 74 Releasettelu case a) Iloharju-Suonenjoki- Vesanto-Alapitkä Tilanne: Asettelut VEN-AP kiinni AP katk. oltava auki, muuten vyöhykkeet voisivat ulottua Alapitkän yli Koska rengaskäytössä kyseessä kuitenkin olisi pitkä rinnakkaisjohto ILH-AP välillä, suurin osa vikavirrasta menisi "lyhyempää" johtoa pitkin ei ehkä yliulotu ollenkaan ILH-VEN 4-vyöh. VEN-AP +129 % Koordinaatio ~OK????? AP katk auki?? Tästä syystä rengasverkkoon tarvitaan aina vikavirtalaskelmia!?? SUO-VEN 3-vyöh. 135 % VEN-AP, 81 Ω HUOM! 3-vyöh. ei tarvita, jos 2-vyöh. ulottuu AP:ään asti! P Lindblad

75 75 Releasettelu case b) Alapitkä-Vesanto- Suonenjoki-Iloharju Tilanne: Asettelut VEN-AP kiinni ILH katk. oltava auki Jos VEN asemalla ei suojausta, asia OK?? AP-VEN 1-vyöh. VEN yli 26 % VEN-SUO Koordinaatio OK?????? SUO-ILH 1-vyöh. 85 %? ILH katk auki P Lindblad

76 76 Releasettelu case b) Alapitkä-Vesanto- Suonenjoki-Iloharju Tilanne: Asettelut VEN-AP kiinni ILH katk. oltava auki ?? AP-VEN 2-vyöh. VEN yli 55 % VEN-SUO, 46 Ω < 48 Ω Jos VEN asemalla ei suojausta AP-VEN 2-vyöhyke kannattaa yrittää ulottaa SUO aseman yli pitää varmistaa, ettei 2- vyöh. ulotu 110/20 kv muuntajien alajännitepuolen oikosulkuihin, joten tiukkaa voi tehdä. Koordinaatio OK P Lindblad? SUO-ILH 1-vyöh. 85 %?????? ILH katk auki

77 77 Releasettelu case b) Alapitkä-Vesanto- Suonenjoki-Iloharju Tilanne: Asettelut VEN-AP kiinni ILH katk. oltava auki????? Koordinaatio OK??? SUO-ILH ei 2-vyöh. eikä 3-vyöh.? Jos VEN asemalla ei suojausta SUO-ILH 2. vyöh. kannattaa asetella ILH asemalle asti P Lindblad AP-VEN 3-vyöh. VEN yli ja ILH yli VEN-ILH +150 %, 70 Ω ILH katk auki

78 78 Releasettelu case a) Iloharju-Suonenjoki- Vesanto-Alapitkä Huomioita: Ei sallittu pitää renkaassa Johto/johdot aina säteiskäytössä Säteiskäytössä voidaan distanssireleiden vyöhykeasettelut laskea suoraan johtoarvoista Rengasjohdolle pitää aina tehdä vikavirtalaskelmat Suomessa on konsultteja tähän Muuntajan koko rajoitettu vjliitynnässä 25 MVA ~ 48 Ω 16 MVA muuntaja ~ 75 Ω Isompi 31,5 MVA muuntaja puolestaan ~ 38 Ω lisävaikeutta asettelijoille P Lindblad??? 38 Ω?? 29,6 Ω???? 17,3 Ω Miksi sallitaan liityntä maks. 2 x 25 MVA, jos KJ-verkot erillään? Jos KJ-verkot rinnan muuntajan impedanssi vain 48/2 Ω = 24 Ω!

79 kv käänteisaikaylivirtarele Laukaisuaika lyhenee virran kasvaessa I/t-relettä käytetään aina 110 kv johdoilla, ellei pääsuoja ole kahdennettu I/t-rele on varasuoja -> täydellistä selektiivisyyttä ei vaadita (eikä silmukoituneessa verkossa voi saada) Kuvassa Very Inverse -käyriä. Parametri k on aikakerroin Vaaka-akselilla on mitatun virran ja havahtumisasetteluvirran suhde

80 kv:n suunnattu maasulkutoiminto Q kv verkko pääosin osittain maadoitettu asemilla esiintyy maasuluissa riittävä Uo jännite, jolloin Qo-rele soveltuu tehtävään käytetään kahdennettuna kaikilla 110 kv johdoilla 2-portainen (toisen portaan oltava valittavissa käänteisaikaiseksi) Releen herkkyyden oltava niin suuri, että 500 maasulut saadaan laukaistua => herkän portaan asettelu 60 A (ensiöarvo) säteisjohdoilla karkeampi porras asetellaan laskettujen maasulkuvirtojen perusteella rengasjohdoilla käytetään käänteisaikatoimintoa vakio asetteluilla parantaa selektiivisyyttä

81 81 Maasulun suuntarele Q 0 Mittaa nollavirtaa ja nollajännitettä päättelee vian suunnan nollavirran ja nollajännitteen välisen vaihekulman perusteella Herkän portaan asettelu aina 60 A (ensiöarvo) laukaisuajat on porrastettu alenevasti toista maadoituspaikkaa kohti oikean johdon erottamiseksi. 1,9 s 1,3 s 1,6 s 1,6 s 1,3 s 1,9 s A B C D

82 82 Maasulkusuojauksen selektiivisyys aikaporrastuksella Muonio auki Sirkka Suurkuusikko Porttipahta Äkäslompolo Levi Kittilä Vajukoski Kevitsa 1,0 2,5 [s] Kolari Isoniemi Vika 1 Kelukoski VIKA 1 KIINNI 1 Kokkosniva VIKA 2 KIINNI 2 1,0 2,0 [s] Pelkosenniemi Pello Meltaus 1,0 2,0 [s] Isokero Kursu Salla Portimokoski Vika 2 1,0 2,5 [s] Permantokoski Valajaskoski 1,5 2,5 [s] Lapin 110 kv sammutetun verkon suojaus/ Taisto Kemppainen

83 83 Koulutuksen sisältöä 1. Kantaverkkoon liittymisen ohjeet eri liityntätavat (P Parviainen, J Sederlund / ) 2. Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet 400 kv, 110 kv, voimajohtoliitynnät, asiakasverkot 3. Releasettelujen määrittämisen esimerkkejä 4. Muita relesuojausasioita Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas, FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet, hyvät asennustavat 5. Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen runkojohdon viassa paikallinen eroonkytkentäreleistys, eroonkytkennän viestiyhteys P Lindblad

84 84 Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas Inspecta kommentoinut suojaustietojen vaihtotarvetta FG-asiakas Voimajohdon haltijalla pitää olla voimassaolevat reletiedot koskien omaa omaisuutta releet asettelut koestukset (edellinen koestusajankohta pöytäkirjoineen) FG:n asemalla asiakkaan käyttöoikeuskentän voimassaolevat reletiedot tulee olla asiakkaalla Asiakkaan asemalla FG:n käyttöoikeuskentän voimassaolevat reletiedot tulee olla FG:llä Koestusväleistä ja ylläpidosta tulee sopia linjalla asiakas FG FG hakee ratkaisua uuden ELVIS-verkkotietojärjestelmän avulla P Lindblad

85 85 FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet FG:n projektivalvonnan pitää voida osallistua asiakkaan relesuojausta koskeviin asemahankkeisiin, joissa FG:llä on käyttöoikeuskenttiä, esim. seuraavasti: tekniset määrittelyt (suojaus tehdään FG speksien mukaisesti) - OK urakoitsijan suunnittelijan ja koestajan "hyväksyntä" referenssien, CV:iden ja kokemusten perusteella (FG + asiakas) suunnittelun kommentointi FG:llä (alueen + HKI asiantuntija) - OK releasettelujen määrittäminen - OK tehdastesteihin ja käyttöönottokoestuksien valvontaan osallistuminen OK? myös käyttövirralla suojauksen suunnan varmistaminen takuukoestuksien teettäminen < 2 v käyttöönotosta FG toimesta P Lindblad

86 86 Hyvät asennustavat Tiedoksi FG:n koulutusmateriaali hyvistä asennustavoista Linkki OHT / Patrik Lindblad

87 Hyvät asennustavat - Rele- ja jakokaapit /2014 siivottu versio

88 Suunnittelijan, asentajan ja projektijohdon vastuut Suurin osa rele- ja jakokaappien virheistä tehdään suunnittelupöydällä. Hyväkään asentaja ei pysty korjaamaan suunnitteluvirheitä, jotka ovat tyypillisesti esim. seuraavat: väärä mitoitus: liian pieni kaappi, liikaa johdotusta, laitteita, liittimiä ja kaapeleita suhteessa kaapin kokoon liian pienet johtokourut kojeiden epäkäytännöllinen sijoittelu esim. apureleiden sijoittelu oviin näytöllisten laitteiden tai painikkeiden/kytkimien sijoittaminen lattianrajaan puutteelliset kaapelien ja johtimien kiinnitystilat ja varusteet kaapeleiden vaippamaadoitusten ja laitteiden PE-johtimien kiinnityspisteiden vähyys. Johdotuksen suunnittelu "väärälle" puolelle liitintä ja ketjutusten suunnitteluvirheet Huono suunnittelu johtaa yleensä aina epäsiistiin lopputulokseen Asennusvirheitä ovat yleensä väärien asennusmateriaalien käyttö ja huolimaton viimeistely Projektijohdon pahin virhe on säästäminen ja "turha" puuttuminen suunnitteluun

89 Riviliittimet Käytettävät riviliittimet: Phönix URTK/S-Ben tai vastaavat ja 48VDC piireissä UK5-MTK-P/P tai vastaavat. Tuplaliittimiä esim. UDMTK 5-P/P saa käyttää vain RTU kaapeissa. Virta-, jännite- ja 220/110 VDC-piireissä oltava hyvälaatuiset muotonsa säilyttävät testipistokkeet (4 mm holkkimallinen) Valmistajan tehdasvalmisteisia tarvikkeita on käytettävä (päädyt, numerot, erotuslevyt jne.) 48 VDC, 220/110 VDC ja 230/400 VAC selkeästi omiin ryhmiin, käytettävä tarvittaessa eristyslevyjä 230/400 VAC ja JM-toisioliittimille läpinäkyvä eristyslevy IP3X päälle Riviliittimien oltava helposti "käsillä" ja numerot luettavissa. Tarvittaessa (esim. kaapin sivuilla) nostetaan/kallistetaan liitinrimaa Vähintään 10 % varaliittimiä (käytettyjä tyyppejä joka listan perässä) Riviliittimissä yksiselitteisesti kaapeli- ja kojepuoli Kaikki riviliittimet on numeroitava yksilöllisesti

90 Johdottaminen ja kalustaminen Helposti peitettäviä PVC johdotuskouruja on käytettävä Johdotuskouruista riittävä etäisyys riviliittimiin/laiteliittimiin (min.30mm) Kaapelinkiinnityskiskosta etäisyys pohjaan tai kattoon (min.150mm) Asennuskiskot aina koko pituudelle laajennusten varalle Korkeintaan kaksi saman poikkipinnan johdinta/riviliitinpuoli (jos liitinvalmistaja hyväksyy) Johdintyypit ML tai MKEM tai vastaava. Myös numeroitu kaapeli vastaavilla johtimilla käy erikoistapauksissa (esim. RTU korttien pistokkeet) Holkkeja tai kaapelikenkiä on käytettävä monilankaisissa johtimissa valmistajan ohjeiden mukaan Mittamuuntajapiireissä johtimet vähintään 2,5 mm2 Cu. Laite-, kääntökehys- ja ovimaadoituksien johtimet min. 4 mm2 Cu Eri eristystason johtimet erotettava toisistaan: mieluiten eri johtokourut tai heikkovirtajohdinten lisäeristys, jos asennettu samaan johtokouruun Suojaamattomat JM-toisiojohtimet on oltava tuplaeristettyjä Kääntökehysjohdotukset MKEM:llä ja suojattava kurkkutorvella. Kääntökehykseen varajohtimia 10% Kaapelien varajohtimet siistiin kaapelinumerolla merkittyyn nippuun johtokouruun saataville ja riittävällä asennusvaralla Ketjutusta kojeiden välillä vältettävä: yksittäinen laite on voitava poistaa siten etteivät muut toiminnallisuudet häiriinny. Poikkeukset mainittu S22601-E1:ssä.

91 Merkinnät Merkinnät ja kilvet vaatimukset köytyy FG:n speksistä Erillisiä johtimia ei ole vaadittu merkittäväksi Merkinnät tulee tehdä jo asennusvaiheessa Kaikki sisätiloihin asennettujen relekaappien ulkopuolelle näkyvät merkinnät kaiverretulla kilvellä (musta teksti/valkoinen tausta). Relekaapin sisäpuolella voi kaiverretun kilven sijaan käyttää tarrateippiä Ulosasennettujen jakokaappien ulkopuoliset merkinnät: Pohjamateriaali korroosionkestävä alumiinilevy (esim. kiskoon pujotettavat valmiit irtokirjasimet). Merkinnät ulkokäyttöön tarkoitetulla 7-vuotiskalvolla (musta teksti/keltainen tausta). Pinnoitus R1 "liikennemerkki" kalvolla. Jakokaapin sisäpuolella merkintään saa käyttää kaiverrettua kilpeä tai tarrateippiä, jonka on oltava säänkestävä. Kaappitunnukset sisätiloissa tekstikoko 20-25mm. Jakokaapit ulkona tekstikoko 25mm tai 50mm. Laitteiden merkinnän tekstikoko min. 4mm Kaapin ja laitteiden merkinnät pitää näkyä myös ovi ja kääntökehys avattuna käytännössä yleensä merkintä molemmille puolille kääntökehystä Suojakytkimille kojetunnuksen lisäksi myös käyttötarkoitusta kuvaava teksti

92 Relekaapit Kaikki relekaapit ja niiden komponentit on oltava CE -merkittyjä Kosketussuojausluokka IP31 myös läpivientien ja ilmanvaihdon kanssa, komponenteilla speksissä IP34 (jos ovessa) sisällä kaapissa käytännössä IP20 Relekaappien suosituskoko on 800x600x2200, muut koot hyväksytettävä. Speksi ei kiellä käyttämästä esim mm leveää kaappia, jos sellainen tilantarpeen vuoksi tarvitaan (esim. kiskokatkaisija tai muuntajasuojakaappi) 170 aukeava ikkunallinen ovi kiinteällä kahvalla, jossa mahdollisuus avainsylinteriin. 170 aukeava kääntökehys, johon asennetut komponentit on nähtävä ovi kiinni Kääntökehys ilman erillisiä avaimia, jos mahdollista. Kaapissa oltava pohjalevy Riittävä ilmanvaihto varustettuna suodattimilla ilman tuulettimia (max. lämpötila +40 C) Loisteputki- tai ledvalaisin ovikytkimellä 16 A pistorasia (ei vikavirtasuojakytkintä!) Näytölliset komponentit on asennettava kääntökehykseen min. 400 mm lattiasta Mitään laukaisevia apureleitä ei saa sijoittaa kääntökehykseen! Apureleitä ei mielellään muutenkaan kääntökehykseen.

93 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 1 Luonnollinen ilmankierto suodattimilla. Kaappitunnukset näkyvät ovi avattuna. Merkinnät OK. SELKEÄ ja HYVÄ "maantieteellinen järjestys". Muuntajasuojakaappi 1000mm leveä

94 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 2 Relekaappeja sisältä. Kaapin pohja vasemmalla hyvä. Kaapelointi siisti. Riittävästi tilaa. Ovissakin hyvä käyttää kaapelikouruja. Oikealla liikaa tavaraa ovessa? Kun ovessa on liikaa tavaraa se ei pysy auki, eikä mene kiinni kunnolla, suojaputket menee ruttuun jne...

95 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 3 Johdotuskouruista riittävästi matkaa riviliittimiin, kattoon ja pohjaan. Apureleiden merkintä kantaan ja releeseen. SELKEÄ ja HYVÄ "maantieteellinen järjestys".

96 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 4 Kielletty asennustapa!! Aukotuksissa teräviä särmiä, yksinkertainen johdineristys metallia vasten, ei johtokouruja, erillisiä johtimia ei vaadittu merkittäväksi jne.

97 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 5 Liikaa tavaraa. Kaapelit monessa tasossa. Kourun kannet ei mahdu kiinni. Etäisyysvaatimukset kaapelikourujen ja liittimien/kiinnityskiskon välillä ei täyty. Vaippamaadoitukset on asennettu tosi epäsiististi "ilmajohdoiksi". Vaikka kyseessä keskeneräinen asennus, lopputulosta ei saa priimaksi millään.

98 Relekaapit- käytännön esimerkkejä 6 Kaapeliläpiviennit katon kautta. Kaapelit rivissä, yhdessä tasossa (jos mahtuu), kiinnitetty ja merkitty.erillisiä läpivientiholkkeja ei vaadita (jos järjestelmän esim. EMC ei vaadi). Multilaippaa voi käyttää jos suojausluokka säilyy. Pystysuoraan tippuva vesi ei pääse kaappiin.

99 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 7 Uusi kaappi vanhalla asemalla, jossa korotettu lattia. Läpiviennit tiivistetty palosuojamassalla. Pohjaläpivienti täyttää IP31 vaatimuksen ja myös ilmankierto on huomioitu. Siisti asennusjälki. Mitä voisi parantaa? Kaapelit olisi voinut asentaa yhteen tasoon. Vaippamaadoitukset voisi kierrättää kourun kautta.

100 Relekaapit - käytännön esimerkkejä 8 Kaapeliläpiviennit lattian kautta. Kaapelit rivissä, yhdessä tasossa kiinnitetty ja merkitty. Erillisiä läpivientiholkkeja ei vaadita (jos järjestelmän esim. EMC ei vaadi). Läpiviennit täytetty massalla. Mitä voisi vielä parantaa?

101 Relekaapit käytännön esimerkkejä 9 Johtimet asenettu kääntökehykseen suojaputkissa. Valokuitu omassa putkessa. Kääntökehyksen kojeiden liittimet kosketussuojattu. Kojemaadoitus palmikolla Johdotuskourut myös kääntökehyksessä eristävät metallista ja siistivät asennusta.

102 Kameravalvonta ja viestilaitteet Noudatettava samoja pelisääntöjä kuin sähköasemalla muutenkin! Näissä kaapeissa on vähän oikaistu.

103 RTU - kaapit Samat pelisäännöt pätee kuin relekaapeissa. Mitä voisi parantaa?

104 Merkinnät Laitetunnus ja käyttötarkoitusta kuvaava kaiverrettu kilpi riittävän suurella teksikoolla vaakasuoraan asennettuna on siisti ratkaisu. Pysyy myös kiinni toisin kuin dymotarrat yms. viritykset.

105 Jakokaapit IP34 myös läpivientien ja ilmanvaihdon kanssa Materiaali alumiinista tai ruostumattomasta teräksestä. Sinkitystä/ maalatusta peltikaapista ollaan luovuttu. Aina ongelmia. Jakokaapeilla oltava myös sokkeli joka mahdollistaa järkevän asennustavan perustuksille tai teräskehikolle. Myös pohjarakenteiden on oltava korroosionkestäviä. Lämpöeristys ja itsesäätyvät lämpövastukset tai termostaattiohjattu lämmitys. Katon mentävä seinärakenteiden yli ja riittävä sadelippa. Vesitaskuja ei saa olla. Luonnollinen ilmanvaihto hyönteisverkoilla. Ovien on oltava saranoidut, tukevat ja varustettu oikealla kahvalla ja lukitusvarauksella, tiivisteillä ja tuulisalvalla. Loisteputki- tai ledvalaisin varustettuna kytkimellä. EI pistorasioita jakokaapissa vaan erilliset pistorasiakeskukset. Pohja villoitetaan ja valetaan palosuojamassalla umpeen asennusten jälkeen.

106 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 1 Kaksiosaiset ovet eivät liian lerppuja. Kahva varustettuna lukitusmahdollisuudella. Reilu sokkeli, katto tulee sivuilta yli. Sisällä yleiskuva selkeä ja tilaa tulevaisuuden tarpeille. Suojakytkimen käyttötarkoitus merkitty.

107 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 2 Kaapeliläpiviennit. Kaapelit rivissä, yhdessä tasossa, kiinnitetty ja merkitty. Erillisiä läpivientiholkkeja ja pohjalevyä ei vaadita (jos järjestelmän esim. EMC ei vaadi). Läpiviennit täytetty villalla ja massalla. Mitä voisi vielä parantaa?

108 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 3 Jännitemuuntajapiireissä suojaamattoman piirin johtimet tuplaeristetty (johtimet sukitettu) ja riviliittimet suojattu plexillä. Myös JM jakokaappiin valaisin varustettuna kytkimellä. Mitä puutteita löytyy?

109 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 4 Ylivirta-automaattien käyttötarkoitus merkinnät. Valaisin kytkimellä ilman pistorasiaa.

110 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 5 Tässä osittainen syy peltikaappien hylkäämiseen. Erillisiä läpivientiholkkeja ei vaadita (jos järjestelmän esim. EMC ei vaadi). Porauslastut on aina imuroitava heti porauksen jälkeen!

111 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 6 Poikittaisen johdotuskourun puuttuminen johtaa kaaokseen. Kaapelit päällekkäin ja survottu. EI NÄIN!

112 Jakokaapit käytännön esimerkkejä 7 Matalamman eristystason johtimet on lisäeristettävä, jos ne asennetaan samaan kaapelikouruun. EI NÄIN! Mitä hyvää löytyy?

113 Johdotussuunnittelu Tarvitaanko spekseihin yksityiskohtaisempia johdotusohjeita esim. JM piirit, reaktorien kytkentäautomatiikka tms? Oikea johdotus on pitkälti suunnittelijan vastuulla.

114 Aseman layout suunnittelu Riittävän suuri valvomorakennus ja kaappien järkevä sijoittelu mahdollistavat riittävän leveät hoitokäytävät, joilla on mukavaa ja turvallista työskennellä.

115 Työn viimeistely Lopuksi siivotaan asennusjätteet kaapeista ja myös kaapelitilasta Kaikki johtokourun kannet kiinnitetään Kaapeista poistetaan työnaikaiset piirustukset, työkalut, irto-osat, varaliittimet,-johdot yms.

116 Laadunvalvonta Riittävä asennusvalvonta takaa hyvän lopputuloksen!

117 117 Koulutuksen sisältöä 1. Kantaverkkoon liittymisen ohjeet eri liityntätavat (P Parviainen, J Sederlund / ) 2. Kantaverkon suojauksen pääperiaatteet 400 kv, 110 kv, voimajohtoliitynnät, asiakasverkot 3. Releasettelujen määrittämisen esimerkkejä 4. Muita relesuojausasioita Suojaus-, koestus- ja asettelutietojen vaihtotarpeet FG-asiakas, FG käyttöoikeuskenttien relesuojauksen laadunvarmistustarpeet, hyvät asennustavat 5. Voimalaitoksen eroonkytkennän varmistaminen runkojohdon viassa paikallinen eroonkytkentäreleistys, eroonkytkennän viestiyhteys P Lindblad

118 Voimajohtoon liittyvän voimalaitoksen suojauskoordinaatio voimajärjestelmän kannalta (yleiskuvaus) EVY RAKENNETTAVA TOISESTA RUNKO- JOHDON PÄÄSTÄ Runkojohdon suojaus Runkojohdon suojauksen toiminta-aika: n ms PJK- sekvenssi: jännitteetön aika n ms Tahdissaolon valvonta pakollinen. Eroonkytkennän (suojauksen) viestiyhteys EVY vaadittava toimintanopeus: < 500 ms "ketjun" päähän asti EVY EVY Yhdistelmäsuoja (takasyötön esto), vain 5 MVA (+ Fingridin harkinnan mukaan, mikäli viestiyhteyden järjestäminen ei onnistu)? Uo > 15% t pito = 10 s f < 48.5 Hz t=0,15s f > 50.5 Hz t=0,15s Aina EVY:n vastaanottokriteerit: U < 50% tai Uo > 5%, t pito = 1 s EVY SJ / KJ Uo> Uo>>??? U< f N km Muuntaja, jonka kautta liittyy tuotantoa verkkoon >1MVA, tulee varustaa 110 kv nollajännitesuojauksella. Nollajännite mitataan joko 110 kv:n kiskojännitemuuntajien avokolmiosta tai muuntajan 110 kv:n tähtipisteestä. Nollajänniterele erottaa tuotannon 110 kv johdon maasuluissa. Uo>> 20%, 5s?? = toteutustapa liittyjän ratkaistavissa? G G G ESIM. PAIKALLISEEN KJ- JAKELU VERKKOON LIITTYVIÄ KUORMALÄHTÖJÄ TAI TUULIVOIMALAITOSLIITYNNÄN TAPAUKSESSA TUULIVOIMALÄHTÖJÄ Generaattorisuojat linjaan VJVvaatimusten kanssa (asiakkaan vastuulla) f <???, t =? s f >???, t =? s U <???, t >? s U <<???, t >? s U >???, t =? s U >>???, t =? s

119 119 Voimajohtoliitynnät ja tuotantolaitokset Samaan voimajohtoon voi teoriassa liittää niin paljon tuotantoa, kuin mitä voimajohtojen kapasiteetti sallii maksimisiirtotilanteet huomioiden Jos pitkälle johdolle liittyy useita 25 MVA muuntajia, ei PJK välttämättä onnistu kytkentäsysäysvirran johdosta Tällaisissa tapauksissa on tärkeää, että EVY:llä laukaistaan nimenomaan muuntajat irti eikä jaeta laukaisua AJ-puolen katkaisijoille P Lindblad

120 120 Voimajohtoliitynnät ja tuotantolaitokset Jos pitkälle runkojohdolle liittyy useita 25 MVA VML muuntajia, ja niiden vikavirran syöttö on merkittävä suhteessa runkojohdon päihin, ei distanssisuojaus välttämättä kykene toimimaan VML:sten sivusyötöstä johtuen kaikissa haarojen vioissa Tällöin tulee ottaa käyttöön distanssireleiden SVY (POTT) Viestiyhteyttä käyttävä vyöhyke tulee ulottaa niin pitkäksi, että se näkee myös pisimpien haarojen viat. Mikäli vyöhyke joudutaan asettelemaan kovin pitkäksi, saattaa se ulottua jo johdon alla olevien muuntajien alajännitepuolelle (48 Ω) Tällöin jouduttaisiin turvautumaan lievästi hidastettuun oikosulkusuojaukseen, jotta saavutetaan aikaselektiivisyys alajännitepuolen oikosulkujen kanssa (mikä sotii perusperiaatettamme vastaan). 110 kv maasulut voidaan silti laukaista viiveettä viestiyhteysvyöhykkeellä Suojauksen kannalta ei ole hyvä liittää paljon tuotantoa pitkille rengasjohdoille, joiden vikavirtataso on heikko

121 121 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen Tuotantoa liittävät muuntajat tulee varustaa 110 (220) kv U 0 -suojauksella (s-turvall. säännökset, s. 42!) erottaa tuotannon 110 (220) kv johdon maasuluissa tyypillinen asettelu 20 %, 5 s 110 kv:n maasulku ei välttämättä näy millään tavalla 20 kv:n puolella jännitemittaukseen joko 3 kpl 110 kv jännitemuuntajia tai 1 kpl muuntajan 110 kv tähtipisteeseen 3-v alijännitereleistystä ei tarvita. Luotetaan, että voimalaitoksen suojaus toimii kattavasti verkon oikosuluissa Jos runkojohtoon liittyy tuotantoa > 1 MVA, tarvitaan runkojohdon päihin tahdissaolon valvoja (tvalv) Tvalvojan avulla voidaan estää JK:n tilanteessa, jossa johdonvarsigeneraattorit ylläpitävät jännitettä runkojohdolla Eroonkytkennän on tapahduttava PJK:n jännitteettömänä väliaikana

122 122 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen Muutaman vuoden ajan erottamisreleistystä ja tapaa on "haettu" ohjeet päivitetty v lopulla A. Pienet voimalat / generaattorit koko MVA Paikallisella eroonkytkentäreleistyksellä 20 kv releet mahdottimia asetella "oikein", että laukaisisi aina tarvittaessa, mutta jättäisi laukaisematta ulkopuolisissa vioissa B. Isommat voimalat / generaattorit koko MVA EVY:llä ja paikallisilla vastaanottokriteereillä koska tarvitaan FRT-ominaisuus tukemaan verkkoa, eivätkä pelkät paikalliset releet "sovi" pitää olla myös EVY

123 123 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen Eroonkytkentäreleistys MVA generaattoreille Releistys on asennettava asemalle, johon asiakkaan 110/20 kv muuntaja liittyy Tarvitaessa laukaisu välitetään eteenpäin voimalaitokselle Koostuu taajuusreleestä ja 110 kv U 0 > -jännitereleestä, joka toimii sekä runko- että haarajohdon maasuluissa U 0 > releen alempi porras mahdollistaa 10 s pitoajan kuluessa KJ-puolen taajuusreleen laukaisun (toiminta-aika 0,15 s) läpimenon voimalan KJliityntä/muuntajakatkaisijalle, vaikka U 0 -releen toimintaehto palautuisikin nopeasti 110 kv nollajännite mitataan joko kiskojännitemuuntajien avo-kolmiosta tai muuntajan 110 kv tähtipisteen jännitemuuntajasta Jos taajuusreleen käyttö ei sovellu, tarvitaan eroonkytkennän viestiyhteys Liite S22410L16

124 124 Pienen MVA generaattorin erottaminen Liittyjän vastuulla P Lindblad

125 EVY:n tarve MVA voimajohtoliitynnöissä EVYä ei tarvita tuotannon liittyessä suoraan FG:n sähköasemalle voimalaitos oman johdon ja katkaisijan takana EVY tarvitaan voimajohtoliitynnässä varmistamaan PJK:n onnistuminen FG:n runkojohdolla Sähkön laatu! EVY on välttämätön, koska johdolle usein liittyy enemmän kuin yksi FG:n asiakas Uusien liityntöjen osalta FG toteuttaa EVYn asiakkaan liittymispisteeseen ja vastaa toteutuskustannuksista (kantaverkon liittymismaksussa) Olemassa olevien liityntöjen osalta kustannusjaosta ja toteutusperiaatteista sovittava erikseen liitynnän omistajan ja FGn välillä (esim. kun samalle johdolle liittyy uusi > 1 MVA voimalaitos) P Lindblad

126 126 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen Eroonkytkennän viestiyhteys MVA generaattoreille Eroonkytkennän viestiyhteys (EVY) rakennetaan ainakin runkojohdon toisen pääteaseman johtosuojauksen laukaisusta normaalisti distanssitoiminnon laukaisusta jos johdon varrella ukkosjohtimettomia haaroja, tulee EVY lähettää myös herkän maasulkureleen toiminnasta jos toiminto integroitu pääsuojareleeseen, toteutetaan EVY-lähetys pääsuojan yleislaukaisusta korvauskytkennässä kiskokatkaisijakentän suojaukselta (jos on) Etälaukaisusignaali ei laukaise tuotantoa suoraan, vaan kulkee vastaanottoehdon kautta, jolla tunnistetaan, että verkossa on ollut vika EVY vastaanottopulssia pidennetään 1 s:iin, mikä varmistaa vastaanottoehtojen eli 110 kv 3-v. U< ja U 0 > laukaisun läpimenon U< releen tulee laukaisee, jos yksikin jännite alhaalla U 0 > releen tulee olla nopea, toiminta-aika 50 ms EVY ja vastaanottoreleistys rakennetaan asemalle, johon asiakkaan 110/20 kv muuntaja liittyy. Tarvittaessa laukaisu välitetään voimalaitokselle Liite S22410L17

127 127 Ison > 5 MVA generaattorin erottaminen Liittyjän vastuulla Fingrid toimitus P Lindblad

128 128 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen EVY:n haasteita: vastaanottoehtoja "ei voi" rakentaa 110 kv:sta Kyllä voi, koska 110 kv U 0 rele tarvitaan joka tapauksessa maasulkusuojaukseen 2. porrasta käytetään tähän EVY voidaan FG:n kannalta rakentaa myös pakkolaukaisuna ilman vastaanottoehtoja virhepulssi aiheuttaa voimalaitoksen irtoamisen verkosta (ei todennäköinen, eikä tapahtu useasti) EVY-pulssin lähetyksen epäonnistuminen jos paikallinen suojaus toimii itsenäisesti, voimalaitos edelleen erotetaan automaattisesti, eikä jää syöttämään runkojohdon vikaa jos ei, runkojohdon PJK epäonnistuu ja johdolle liittyvät muut asiakkaat kärsivät pidennetystä sähkökatkoksesta (AJK 60 s) voimalaitoksen suojaus pystyy oletettavasti aina erottamaan vml:n viimeistään AJK:n aikana P Lindblad

129 129 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen EVY:n haasteita, jatkoa: samaan johtoon liittyy toinen asiakas olemassa olevaan voimajohtoliityntään pitää tässä vaiheessa lisätä EVY molemmat liittyjät voivat mahdollisuuksien mukaan käyttää samaa EVY-signaalia "peräkkäin" EVY EVY A EVY B P Lindblad

130 130 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen EVY:n haasteita, jatkoa: samaan johtoon liittyy toinen asiakas, jatkoa jos johdolla on erotuspaikka liittyjien välillä EVY:t pitää otta kummaltakin asemalta EVY EVY A EVY EVY B Erotuspaikka P Lindblad

131 131 Johdonvarsigeneraattorin erottaminen EVY:n haasteita, jatkoa: 220 kv liityntä laitteiden ylijännitteen kesto on tarkistettava tarvittaessa jännite-ehto voidaan ohikytkeä, jotta laukaisu tapahtuu mahdollisimman luotettavasti P Lindblad

132 132 EVY ja liityntäsopimus liittymismaksulla Missä liittymissopimus on tehty liittymismaksua vastaan EVYn rakentaa Fingrid kokonaisuudessaan Fingrid vastaa viestiyhteyden hankkimisesta ja rakentamisesta, EVYlaitteista ja materiaaleista sekä FG:n että liittyjän asemalla FG:n toimittaa vain yhdet viesti- ja EVY-laitteet 110/20 kv liityntäasemalle, jotka asennetaan liittyjän valitsemaan kaappiin/räkkiin Liittyjä johdottaa laukaisun EVY-laitteelta katkaisijalle/katkaisijoille Mikäli liittyjä haluaa viedä EVY etälaukaisun muulle 20 kv asemalle eteenpäin, EVY-pulssin jatkaminen 110/20 kv liityntäasemalta lopulliselle 20 kv asemalle kuuluu liittyjälle, ml. tietoliikenneyhteys FG vastaa EVY:n käytöstä ja toimivuudesta sekä ylläpidosta FG valvoo EVY-yhteyttä ja korjauttaa sen vikaantuessaan FG:n ylläpitopalvelun työntekijöille pitää sopia kulkeminen liittyjän asemalla, ellei liittyjä hoida ylläpitoa myös EVY:n osalta omalla asemallaan

133 133 EVY:n jatkaminen vastaanottoasemalta eteenpäin P Lindblad

134 134 EVY päätelaite Liittyjän tulee varata sähköasemalleen riittävä tila EVYpäätelaitteen asentamiseksi laitekaappiin Laite on käytännössä Siemens 7XV5673 päätelaite tai vastaava ratkaisu Siemens tällä hetkellä ylivoimaisesti edullisin, jonka tunnemme Asennetaan DIN-kiskoon käyttää Ethernet-tekniikkaa EVY voidaan myös toteuttaa FG:llä tyyppihyväksytyillä varsinaisilla suojausviestiyhteyslaitteilla, kuten ABB NSD570, Siemens SWT3000, ZIV Dimat TPU-1 ym. verrattuna selvästi kalliimmat laitteet P Lindblad

135 135 EVY:n tekninen toteutus EVY:lle asetetut vaatimukset ovat merkittävästi kevyemmät kuin FG:n suojausviestiyhteyksille: nopeus: Viassa viive virransyötön katkeamiseen tulee olla 500 ms luotettavuus: vähintään 95 %:n signaalin läpimenolle EVY-päätelaitteella tulee olla kaksi hälytyskosketinta, jotka antavat hälytyksen, kun EVY-laite on rikki (oma hälytys) viestiyhteys on poikki (EVY-valvontahälytys) viestiyhteyden omistaja valvoo näitä yhteyttä. Riippuen liittymissopimuksesta, tämä tapahtuu joko voimalaitoksella tai FG:n asemalla EVY-päätelaitteella tulee voida asetella pulssinpituus s ainakin 0,1 s portaissa EVY-päätelaitteen tulee saada sähkönsyöttönsä varmennetusti (akustosta tai invertterin kautta, tällöin kuitenkin invertterin tehon riittävyys on varmistettava laskelmin) P Lindblad

136 136 EVY:n tekninen toteutus, jatkoa EVY-etälaukaisun vastaanottamisesta eli perillemenosta suositellaan otettavaksi signaali asiakkaan häiriötallentimelle ja/tai hälytys kaukokäyttöön tai muulla tavalla varmistamaan tiedonsaanti, mikäli Fingrid kysyy tämän perään (häiriön jälkiselvityksessä) EVY-päätelaite tarvitsee erillisen huoltokytkimen Kytkin on suunniteltava ja toteutettava niin, että EVY toiminta voidaan tarvittessa koestaa turvallisesti, kun kytkin on auki Asennuksessa on käytettävä riviliittimiä, joilta EVY yhteyden mittaukset voidaan suorittaa Kytkimen tilan valvomiseksi on asemalle lisättävä signaali KYTKIMEN TILA Hälyttää EVY-päätelaite varustetaan omalla "EVY-sähkönsyötöllä" eli omalla suojakytkimellä, jota käytetään myös etälaukaisutietojen vaihtoon suojareleiden ja EVY-laitteen välillä P Lindblad

137 137 EVY tietoliikenneyhteyden vaatimukset EVY-tietoliikenneyhteyttä ei saa hyödyntää muiden voimalaitokselta kerättävien tietojen siirtämiseen Tietoliikenneyhteys toimitetaan aina suojattuna Ulkopuolisille toimijoille ei sallita pääsyä Fingridin suojattuun tietoliikenneverkkoon ei julkisen Internet-yhteyden kautta erillisyhteys toteutettu esim. L2/L3-tekniikoilla EVY voidaan toteuttaa esim. kuituyhteydellä, radiolinkillä tai esim. yrityslaajakaistayhteyden kautta ip-pohjaisena Kaupallinen toimija (esim. Empower) voi toimittaa kokonaisratkaisun liittyjälle, mikä sisältää reaaliaikaisen tiedonvaihdon Fingridiin sekä EVY:n toteutuksen EVY toteutetaan suojattuna point-to-point yhteytenä Reaaliaikainen tiedonvaihto välitetään Fingridiin Empowerin käytönvalvonnasta FEN-verkon kautta

138 138 Vaihtoehdot reaaliaikaisen tiedonvaihdon toteutukseen Voimalaitoksen käytöstä vastaava toimija välittää reaaliaikaiset tiedot Fingridille (esim. Empower FEN verkon kautta) Tasevastaava, jolla on Fingridin kanssa reaaliaikainen tiedonvaihtoyhteys (esim. Fortum), toimittaa reaaliaikaiset tiedot voimalaitoksen haltijan puolesta. Mikäli em. toteutukset eivät ole mahdollisia, reaaliaikaiseen tiedonvaihtoon asennetaan esim. AJECO:n toimittama mini-rtu laite, joka välittää vaaditut tiedot Fingridiin langattomasti matkapuhelinverkon ylitse. Laite Liittyjälle maksaa asennuksineen noin 3 k ja se jää Fingridin omistukseen ja ylläpitoon P Lindblad

139 139 Reaaliaikaisen tiedonvaihdon protokollat Reaaliaikaisessa tiedonvaihdossa käytetään Sopimusosapuolien järjestelmien välillä pääasiassa FEN-verkkoa. Käytettävät protokollat reaaliaikaisessa tiedonvaihdossa ovat Elcom (TASE.1), ICCP (TASE.2) tai IEC Web-tiedonsiirto on ainoastaan mahdollinen, mikäli voimalaitos liittyy asiakasverkon taakse Web-tiedonsiirrosta on aina sovittava aina erikseen tapauskohtaisesti P Lindblad

140 140 Energiamittaustiedot Energiamittaustiedot kerätään tällä hetkellä standardiratkaisulla, joka toimii luotettavasti langattoman GPRS-yhteyden ylitse Energiamittari tallentaa tiedot tuntikeskiarvoina Tiedot kerätään vain kerran päivässä Energiamittarin avulla ei voi toteuttaa reaaliaikaista tiedonvaihtoa P Lindblad

141 141 EVY langattomasti? Elenian kanssa T&K-hanke ehdolla Siemensin 7XV5673 päätelaite liitettäisiin langattoman tiedonsiirtoverkon yli Elenia teettänyt selvityksiä, jonka mukaan vaadittuun toimintanopeuteen ja luotettavuuteen päästäisiin Ehdotus on pilotoida sellaisessa paikassa, missä pärjättäisiin ilman EVYä Mikäli kokemukset todentavat tämän toimivuuden, FG voi tulevaisuudessa sallia tämän teknologian käyttämisen P Lindblad

142 Fingrid välittää. Varmasti.