Merkitys ja tavoitteet

Transkriptio

1 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluverkkojen käyttö Merkitys ja tavoitteet Asiakkaat: Alhaiset hinnat noin 50 % sähköenergian verottomasta loppuhinnasta tulee jakeluprosessista Hyvä käyttövarmuus ja jännitteen laatu yli 80 % asiakkaiden kokemista keskeytyksistä peräisin kj-verkon vioista jännitteen laatu määräytyy kj- ja pj-verkon ominaisuuksien mukaan Asiakaspalvelu asiakaspalvelu (ei kuluttajapohjainen ajattelu) 1

2 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluverkkojen käyttö Tavoitteet tehokkuus - kustannusminimointi laatu - jännite, käyttövarmuus turvallisuus asiakaspalvelu TALOUDEL- LISUUS min F KÄYTTÖ- VARMUUS TURVAL- LISUUS reunaehtojen puitteissa. 2

3 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluverkkojen käyttö Käyttötoiminnan apuvälineet Muut sähköyhtiön tietojärjestelmät Verkkotietojärjestelmä Asiakastietojärjestelmä Käytöntukijärjestelmä 110/20 kv Sähköasema -automaatio SCADA Suojareleet RTU Tietoliikenneyksiköt Asiakasautomaatio Verkostoautomaatio RTU TIEDONSIIRTO 20 / 0.4 kv 3

4 Sähkönjakelutekniikka Scada-käytönvalvontajärjestelmä Sähkönjakelun reaaliaikainen valvonta (prosessiautomaatio) Toiminnot: tapahtumatiedot kytkinlaitteiden kytkentätilat vianilmaisimien toiminta suojareleiden toiminta käämikytkimen toiminta kauko-ohjaukset sähköasemien kytkinlaitteet kauko-ohjattavat verkon erotinasemat asiakkaiden sähkölaitteet asiakaspalvelu (esim. lämmitykset, kiuas) asiakkaiden sähkökuormat - kuormitusohjaus 4

5 Sähkönjakelutekniikka Scada-käytönvalvontajärjestelmä kaukomittaukset sähköaseman kiskojännite ja lähtöjen virrat suojareleiden mittaamat vikavirrat, asetteluarvot verkossa olevien vianilmaisimen läpimennyt virta (harvoin) asiakkaiden vuosienergiat (harvoin) kaukoasettelut suojareleiden asetteluparametrit raportointi; käyttäjän määrittelemät raportoinnit verkon kytkentätilan hallinta - topologian hallinta 5

6 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluautomaatio Tiedonsiirto: valvomo sähköasema linkki valokuitu kiinteä yhteys valvomo verkko radiopuhelinverkko pakettiradioverkko valvomo asiakas DLC (distribution line carrier) puhelin 6

7 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluautomaatio Pakettiradioverkon toimintaperiaate Tiedonsiirto askel kerrallaan yleensä ennalta määrätyt reitit useita vaihtoehtoisia reittejä Viestin kuluaika riippuu askelien määrästä erotinohjauksen tyypillinen vasteaika muutamia sekunteja 7

8 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluautomaatio Tiedonsiirto jakeluverkon kautta DLC-tiedonsiirtoyhteys viesti moduloidaan 50 Hz siniaaltoon (4825 Hz, 3025 Hz) vaatimaton kapasiteetti, 50 baudia Toimintoja: mittareiden kaukoluku, tariffiohjaukset, kuormien ohjaus kuormitustutkimus, asiakaspalvelu, lämmityksen päällepano ymv. 8

9 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluautomaatio MELKO - järjestelmäkaavio MELKO KESKUS- ASEMA VALVOMOTASO MELKO ALA-ASEMA SÄHKÖASEMATASO PÄÄTE- YKSIKÖT SÄHKÖNKÄYTTÄJÄTASO 9

10 Sähkönjakelutekniikka Automaatiojärjestelmä Sähköasema-automaatio Tiedonsiirto Relesuojaus ja hälytykset keskinäinen kommunikointi - lukitukset Kytkentäsekvenssit päämuuntajan kytkennät usean muuntajan sähköasemilla Käämikytkimen ohjaus jännitteen vakiointi - kuormituksen kompoundointi Paikallis-SCADA reletoimintojen tarkistus releasettelujen muuttaminen 10

11 Sähkönjakelutekniikka Automaatiojärjestelmä Verkostoautomaatio Kauko-ohjatut erotinasemat Vianilmaisimet vikavirran havainnointi, osoitus ja tiedonsiirto vikavirran mittaus Viallisen haaran automaattinen erottaminen 11

12 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Verkon käyttötoiminnan älykäs apuväline hakee tietoja useasta tietolähteestä, myös kokemus yhdistelee analysoi laskee, päättelee, optimoi Kertoo verkon käyttäjälle selkokielisiä toimintaohjeita. Ohjaa tarvittaessa verkon kytkinlaitteita automaattisesti SCADAn kautta. 12

13 Sähkönjakelutekniikka Sähkönjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Toiminnan ja käytön taustavaatimukset yhteydet sähköyhtiön muihin tietojärjestelmiin VTJ, ATJ, SCADA, GIS, puhelinvastaaja, GPS, salamanpaikannus, kuormitusmallit mittaustiedot kuormitukset jännitteet vikavirrat laskenta-algoritmit 13

14 Sähkönjakelutekniikka Käytöntukijärjestelmä Tietojen integrointi ja älykkäitä sovelluksia TYÖASEMAT KÄYTÖNTUKI- JÄRJESTELMÄ KÄYTÖNVALVONTA Paikallisverkko Tietoliikenne KULUTTAJA T TIETOKANNAT - verkkotiedot - asiakastiedot - kuormitusmallit - taustakartat MUUT TIETO- KONEVERKOT ETÄKÄYTTÖ SÄHKÖASEMAT JAKELUVERKKO TYÖRYHMÄT SATELLIITTI -PAIKANNUS 14

15 Sähkönjakelutekniikka Käytöntukijärjestelmä KÄYTTÖLIITTYMÄ Graagiset näytöt ja ohjaukset Ikkunointi VERKON TILASEURANTA Kytkentätilan hallinta Sähkötekninen tila Miehistön sijainti SOVELLUKSET VIKATILANTEET Vian paikannus Varasyöttöjen käyttö Raportointi Asiakaspalvelu KÄYTÖN SUUNNITTELU Työkeskeytysten suunnittelu Jänniteoptimointi Kytkentätilan optimointi MALLINNUS- JA LASKENTAMENETELMÄT Verkkomalli Sähkötekninen laskenta Topologianalalyysi Kuormitusten mallinnus, estimointi and ennustaminen Keskeytyskustannusten mallinnus ja luotettavuuslaskenta TIETOJÄRJESTELMÄLIITYNNÄT Liityntäohjelmat Välitystiedostot ODBC TCP/IP TIETOLÄHTEET JA MUUT JÄRJESTELMÄT VTJ Kartat SCADA Puhelinvastaaja ATJ GPS Kuormitusmallit Tiestön mallinnus and reittioptimointi Sääasemat Salaman paikannus 15

16 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä HYÖDYT - yhdessä muun automaation kanssa Varma jännitetason laatu normaalitilassa hälytykset ennen ongelmia kytkentämuutosten tarkistus ennen toteutusta Parempi käyttövarmuus vikojen nopeampi erottaminen vikojen ennaltaehkäisy varasyöttöjen nopea ja tehokas käyttö Käyttökustannusten vähentäminen lyhemmät vika-ajat - pienemmät palkkakulut miehistön tehokas käyttö häviöiden minimointi Sähköasema- ja verkkoinvestointien vähentäminen verkon kapasiteetin täysmääräinen hyödyntäminen 16

17 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Jakeluverkon normaalitilan seuranta ja simulointi Verkon tila juuri tällä hetkellä tai lähitulevaisuudessa Kytkentätilan seuranta ja ylläpito nuppineulataulun korvaaminen näytöllä Verkon sähköteknisen tilan seuranta/valvonta tehot, virrat, häviöt, jännitteet vikavirrat, suojauksen toimivuus Miehistön käyttö miehistön sijainti ajo-ohjeet 17

18 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan hallinta (topologia) - kj- ja pj-verkko OPERAATTORI tilatiedot kytkentätilanteen esitys Käsin ohjatut kytkinlaitteet DMS MIEHISTÖ toiminta ohjeet kauko ohjaus SCADA remote status data tilatiedot kytkentä operaatiot JAKELUVERKKO Huomautukset silmukoista ja jännitteettömistä verkon osista 18

19 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Verkon sähköteknisen tilan seuranta ja simulointi Reaaliaikainen tehonjaon ja vikavirtojen laskenta Edellytykset: täydellinen verkkomalli ja kytkentätila asiakastiedot ja niihin liitetyt kuormitusmallit sähköasematason kuormitusmittaukset säätiedot - lämpötila lyhyen aikavälin kuormitusennusteet - kuormitusestimointi 19

20 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Kuormitusten estimointi ja ennustaminen KUORMITUS MALLI SÄÄTILA ENSIMMÄINEN ESTIMOINTI VERKKO TIEDOT TEHON- JAKO VIRTA- MITTAUKSET TOINEN ESTIMOINTI HISTORIA- TIEDOT TEHOJAKO TULOKSET KUORMITUS ENNUSTEET KÄYTÖN SUUNNITTELU 20

21 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Kuormitusten estimointi ja ennustaminen Kuormitusmallien lämpötilakorjaukset Kuormitusmallien jänniteriippuvuudet Sähköasemamittaukset epäkelvollisten mittausten suodatus ottaen huomioon mittauksiin liittyvä epätarkkuus (hajonta) erikoispäivien suodatus (vertaus edellisten viikkojen kuormiin) kytkentätilan oikeellisuuden tarkistus Kuormitusmallien ja jakelumuuntamoiden kuorman korjaus mittausten perusteella korjaukset hajontojen suhteessa 21

22 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä Tehonjaon laskenta Säteittäisen verkon tehonjaon laskentamenetelmät Lyhyen aikavälin laskelmat lasketaan kaikki tunnit läpi häviöt, suurimmat virrat ja jännitteenalenemat Pitkän aikavälin laskelmat syöttöpisteelle lasketaan kaikki tunnit solmuväleille lasketaan oletetut huipputunnit (asiakasryhmien huiput) häviöt estimoidaan em. tietojen perusteella (yleensä virhe hyvin pieni) 22

23 Sähkönjakelutekniikka Sähköjakeluverkon käytöntukijärjestelmä 23

24 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi reunaehdot KYTKENTÄTILAN OPTIMOINTI min häviöt keskeytyks et x( t) X k j t T k K j J C C C u% < u j % max j J Ik < Ik max k K I f < I f < I f max k K asettelu where x(t) =verkon kytkentätila (aikavälillä t) x X X = verkon kaikki kytkentätilavaihtoehdot t = aikajakso T = kaikkien aikajaksojen joukko C = johdon k häviöt lossesk K = kaikki johdot C outagej = keskeytyskustannusten odotusarvo kuormitussolmulle j J = kaikki kuormitussolmut C = työkustannukset work u = jännitteenalenema solmussa j %j u = suurin sallittu jännitteenalenema %max I = johdon k kuormitusvirta k I = johdon k kuormitettavuus kmax I = suojareleen havahtumisvirta fset I = vikavirta johdolla k fk k työ VERKKO MALLI TEHONJAKO VIKAVIRRAT KYTKENTÄTILAN OPTIMOINTI KUORMITUS MALLIT LUOTETTAVUUS LASKENTA 24

25 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Kytkentätilan optimointi Mahdollisia kytkentätilanteita on matemaattisesti lähes ääretön määrä. Normaalisti jakorajat kauko-ohjatuilla erotinasemilla vaihtoehtojen määrä vähenee - silti paljon. Matemaattiset optimointialgoritmit hitaita ja kaikkia reunaehtoja vaikea ottaa huomioon. Heuristiset (epämatemaattiset) ratkaisumenetelmät ovat osoittautuneet hyviä tuloksia antaviksi. 25

26 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Heuristinen ratkaisumalli Etsitään yksi kerrallaan erotinpari, joka aikaansaa suurimman häviösäästön LÄHTÖ 1 LÄHTÖ 2 VYÖHYKE STO STC 1) Lasketaan kaikille avoimille erottimille (STC, swicth to close) jännitteet kummallekin puolelle ja valitaan puoli, jossa jännite on matalampi. 2) Tästä suunnasta otetaan ensimmäinen erotin mahdolliseksi avattavaksi (STO) erottimeksi 3) Lasketaan mahdollinen häviösäästö, joka olisi saavutettavissa muuttamalla jakoraja erottimelta STC erottimelle STO 4) Valitaan erotin, jolla saadaan suurin häviösäästö 5) Mennään kohtaan 1 kunnes ei löydy kohteita, joissa kytkentätilan muutoksella voidaan aikaansaada häviösäästöjä 26

27 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Kytkentätilan optimointi Esimerkki - häviöiden minimointi kaukoohjatuilla erottimilla, häviöt alussa 217 kw 8_2 PRIMARY SUBSTATION CLOSED BREAKER CIRCUIT BREAKER OPEN REMOTE CONROLLED DISCONNECTOR CLOSED REMOTE CONROLLED DISCONNECTOR 5174E2 Suljetaan Avataan Tulos Häviöt /kw 5174E2 8_2 kelvollinen E1 3177E2 kelvollinen E4 5178E1 kelvollinen E2 2140E1 kelvollinen E2 8143E1 epäkelpo E3 6037E4 epäkelpo E4 5178E1 3177E2 3177E1 2140E1 2140E2 27

28 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Kytkentätilan optimointi kokeiluja optimoinnissa onnistuneita kokeiluja laskenta-aika häviöiden minimointi kaikilla erottimilla häviöiden minimointi kaukoerottimilla luotettavuuden maksimointi, kaukoerottimet häviöt / kwh keskeytyskustannukset / FIM/h alkutila häviöminimointi, kaikki erottimet häviöminimointi, kaukoohjatut erottimet luotettavuuden maksimointi, kauko-ohjatut

29 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Kytkentätilan optimointi Kokemuksia: Normaali kytkentätila kannattaa optimoida muutaman kerran vuodessa. Jatkuva (päivittäinen) optimointi ei ole yleensä kannattavaa. Normaalissa poikkeavissa kytkentätilanteissa (työkeskeytykset ymv.) kytkentätila kannattaa optimoida aina etukäteen. 29

30 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Kytkentätilan optimointi Optimointimenetelmien vertailu: Kytkentätilanteen optimointiin kehitettiin myös geneettistä algoritmia soveltava menetelmä. DMS GENEETTINEN ALGORITMI VERKKO- MALLI KOODAUS DEKOODAUS VERKON KYTKENTÄ- TILAN ESITYS BINÄÄRIVEKTORINA TEHONJAKO- LASKELMAT HYVYYSFUNKTIO 30

31 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Kytkentätilan optimointi Heuristisen menetelmän ja geneettisen algoritmin vertailu Alkutilan häviöt / kw Optimointi tulos /kw Laskentaaika Heuristic algorithm < 5 sekuntia GA + tavanomainen minuuttia mutaatio GA +satunnaismutaatio ,5 päivää GA + sekoitettu mutaatio hr. 20 min Geneettistä algoritmia voisi käyttää pitkän aikavälin suunnittelussa, mutta ei käyttötoiminnan sovelluksissa (liian hidas) 31

32 Sähkönjakelutekniikka Käytöntukijärjestelmä - vikatilanteiden hallinta Vikatilanteiden hallinnan kehittäminen Kj-verkko on merkittävä sähkön laatuun vaikuttava tekijä 80% asiakkaiden keskeytysajasta aiheutuu kj-verkosta Keskeytysaikoihin ja -määriin voidaan vaikuttaa verkon oikealla suunnittelulla Sähköjakeluautomaation vaikutus keskeytysaikoihin kauko-ohjattavat erottimet mikroprosessorireleet vianilmaisimet Tietotekniikan mahdollistamilla uusilla menetelmillä voidaan keskeytysaikoja edelleen lyhentää tietojärjestelmien integrointi älykkäät sovellukset häiriötallentimen tuottaman informaation hyödyntäminen 32

33 Sähkönjakelutekniikka Käytöntukijärjestelmä - vikatilanteiden hallinta Vikatilanteen hallintaan liittyviä tietojärjestelmätoimintoja ovat: tapahtuma-analyysi laskennallinen vikapaikan määritys kytkentöjen suunnittelu automaattinen puhelinvastaaja työryhmien hallinta vikaraportointi Käytöntukijärjestelmän toiminta perustuu sähköteknisten mittaustietojen, verkkotietojen, laskentamallien ja kokemusperäisen tietämyksen yhdistämiseen 33

34 Sähkönjakelutekniikka, vikatilanteiden hallinta Käytöntukijärjestelmä - vikatilanteiden hallinta RELETOIMINNOT SCADA KÄYTÖNTUKIJÄRJESTELMÄ automaattinen vikapaikan määritys automaattinen vikapaikan erotus ja jakelun palautus automaattinen puhelinvastaaja 34

35 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, tapahtuma-analyysi Tapahtuma-analyysi Päätehtävänä selvittää onko suojaus toiminut oikein vian sijainti (sähköasema / viallinen lähtö) vikatyyppi Vianilmaisimien toiminnan analysointi Useamman samanaikaisen vian huomioiminen Ohimenevät / pysyvät viat jälleenkytkentöjen tilastointi Määrittää käytettävissä olevan informaation laatu virheellisyys, ristiriitaisuus, puutteellisuus esim. päivitetyn kytkentätilan oikeellisuus 35

36 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, oikosulkuvikojen paikannus Maastotiedot Verkkomalli Vian etäisyys Vikaherkät alueet Vikaherkät komponentit Ylikuormitus Laskennallinen vikapaikan määritys Vianilmaisintiedot Säätiedot Mittaustiedot (esim. U 0 ) Mahdolliset oikosulkujen vikapaikat perustuen käytettävissä olevaan informaatioon 36

37 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, oikosulkuvikojen paikannus Oikosulkuvian etäisyyden laskenta Releen rekisteröimän oikosulkuvirran vertaaminen vikavirtalaskennan tuloksiin johtolähtökohtainen mittaus mittaus syöttökennosta Viallisen lähdön jokaisessa solmuvälissä lasketaan oikosulkuvirta Theveninin menetelmällä (R f = 0) useita mahdollisia vikapaikkoja eri johtohaaroissa Laskentamenetelmän tarkkuus käytännössä muutama sata metriä 37

38 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, oikosulkuvikojen paikannus Oikosulkuvian etäisyyden laskenta Laskennan tarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä mittalaitteiden ominaisuudet esim. vikatyypin määrittäminen verkon komponenttien impedanssien vaihtelu syöttävän verkon oikosulkuimpedanssi lämpötilan vaikutus johdon resistanssiin vikaresistanssi todellisuudessa vika lähempänä sähköasemaa mitattuun vikavirtaan kerrostunut kuormitusvirta todellisuudessa vika laskettua kauempana kuormitus muuttuu vian aikana johtuen jännitteen putoamisesta kuormitusvirran kompensointi erityisen tärkeätä, jos käytössä vain yksi mittaava rele sähköaseman syöttökennossa 38

39 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, maasulkuvikojen paikannus Maasulkuvikojen laskennallinen paikantaminen ei vielä onnistu maasulkuvirta ei riipu vikapaikasta Maasulkuvikojen paikantamiseen on kokeiltu ja on kehitteillä monia erilaisia menetelmiä transienttiin perustuva etäisyyden laskenta, toimii hyvin vain, kun vikaresistanssi on hyvin pieni (alle 50 ohm) viallisen lähdön kytkentä renkaaseen I 0 ja U 0 -muutoksiin perustuva etäisyyden laskenta toimii teoriassa mutta käytännön toteutus ongelmallista 39

40 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä,vikatilanteiden hallinta Maasulkuvikojen paikannus rengaskytkennän avulla 40

41 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, kytkentöjen suunnittelu Kytkentöjen suunnittelu Tehtävät: vian paikantaminen ja erottaminen sähkönjakelun palauttaminen Tavoitteena keskeytyskustannusten minimointi Vaiheittain etenevä prosessi vian erotus / jakelun palautus kauko-ohjattavat / käsinohjattavat erottimet Lähtötietoina ovat mm: mahdolliset vikapaikat todellista kuormitustilannetta vastaavat asiakkaiden keskeytyskustannukset työryhmän siirtymisiin kuluva aika Interaktiivinen / automaattinen toiminta 41

42 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, kytkentöjen suunnittelu Kytkentöjen suunnittelu, kauko-ohjattavat kytkennät Vian paikantaminen ja erottaminen: mahdollisten vikapaikkojen hyödyntäminen vian etäisyys ja vianilmaisintiedot yksinkertaista erotinvyöhykkeittäin tapahtuva vyörytys esim. maasulut (vian etäisyyttä ei ole tiedossa) katkojen minimointi terveen verkonosan palautus kokeilukytkentöjen yhteydessä, mikäli mahdollista 42

43 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, kytkentöjen suunnittelu Kytkentöjen suunnittelu, kauko-ohjattavat kytkennät Sähkönjakelun palauttaminen palautettavan alueen ja varayhteyksien analysointi palautus suurimman kapasiteetin omaavalla varayhteydellä alueen jakaminen osiin ja useamman varayhteyden käyttö viereisten lähtöjen kevennys (kuormitusten vyöryttäminen) vähiten tärkeiden asiakkaiden palauttamatta jättäminen teknisten reunaehtojen tarkastaminen jännitteenalenema kuormitettavuus suojauksen toimivuus KTJ tekee kytkentämuutokset verkkomalliin ja suorittaa tehonjako- ja vikavirtalaskennan ja reunaehtojen tarkastamisen ennen kytkentäsekvenssin esittämistä tuloksena 43

44 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, kytkentöjen suunnittelu Kytkentöjen suunnittelu, käsin ohjattavat kytkennät Vian paikantaminen ja erottaminen: puolittamiseen perustuva malli asiakkaille aiheutuvien keskeytyskustannusten minimointi vaihtoehtoisten kytkentäsekvenssien kustannukset päätöspuun soveltaminen Sähkönjakelun palauttaminen palautettavan alueen ja varayhteyksien analysointi työryhmän siirtymiseen kuluvan ajan huomioiminen palautus nopeimmalla riittävällä varayhteydellä nopeimman varayhteyden kevennys kauko-ohjauksella teknisten reunaehtojen tarkastaminen jännitteenalenema, kuormitettavuus, suojauksen toimivuus 44

45 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, jakelun palautus Jakelun palautus min x X reunaehdot j J C keskeytys j I f < I < I asettelu f k f max k < k Ik I max k % j < % u u max j missä x = kytkentäsekvenssi x X X = kaikkien mahdollisten kytkentäsekvenssien joukko C keskeytysj = kuormituspisteen j keskeytyskustannukset u %j = jännitteenalenema solmussa j u %max = suurin sallittu jännitteenalenema I k = johdon k kuormitusvirta I kmax = johdon k kuormitettavuus I fset = suojareleen havahtumisvirta I fk = johdon k vikavirta = johdon k suurin sallittu vikavirta I fmax 45

46 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, jakelun palautus VERKKO- MALLI MIEHISTÖN HALLINTA KUORMI- TUS MALLIT KYTKENTÄ- SUUNNITTELU VIAN PAIKANNUS SÄHKÖTEKNI- NEN LASKENTA LUOTETTAVUUS LASKENTA 46

47 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, jakelun palautus Eri vaiheet vika-analyysi kauko-ohjattujen varasyöttöjen käyttö korjausmiehistön hankkiminen vian erottaminen ja varasyöttöjen kytkeminen käsin ohjatuilla erottimilla vian korjaaminen paluu normaalitilaan 47

48 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Heuristinen kytkentäsuunnittelumalli Kauko-ohjattujen vyöhykkeiden analyysi PALAUTETTAVIA VYÖHYKKEITÄ EI KAUKO- OHJAUKSEN SEKVENSSI TULOSTUS YES TÄRKEIMMÄN VYÖHYKKEEN PALAUTUS VARASYÖTÖLLÄ, JOSSA SUURIN KAPASITEETTI Keskeytysalueiden analyysi NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ PALAUTETTAVIA ALUEITA YES NO KÄSIN- OHJAUKSEN SEKVENSSI YES PALAUTUS USEAA VARASYÖTTÖÄ KÄYTTÄEN JA KUORMITUSSIIRROILLA TÄRKEIMMÄN VYÖHYKKEEN PALAUTUS KÄYTTÄEN NOPEINTA VARASYÖTTÖÄ, JOLLA ON RIITTÄVÄ KAPASITEETTI TULOSTUS NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ YES YES OSITTAINEN PALAUTUS KUORMIEN SIIRTO KAUKO-OHJAUKSELLA NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ YES OSITTAINEN PALAUTUS 48

49 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Esimerkki Heuristinen varasyöttöjen käyttö 2_9 1_11 2_7 AVOIN KATKAISIJA 4710E1 SULJETTU KATKAISIJA AVOIN KAUKO-OHJATTU EROTIN 4702E1 SULJETTU EROTIN 4009E1 4009E2 4009E4 Toiminto Kytkinlaite 4115E2 4115E1 AVAA 4009E1 (kauko-ohjaus) SULJE 4115E2 (kauko-ohjaus) AVAA 4710E1 SULJE 2_7 (kauko-ohjaus) AVAA 4702E1 SULJE 4009E1 (kauko-ohjaus) 49

50 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Heuristinen varasyöttöjen käyttö, esimerkkejä 5175E2 8_2 AVOIN KATKAISIJA 5175E4 5175E3 5174E2 5174E1 SULJETTU KATKAISIJA AVOIN KAUKO-OHAJTTU EROTIN 5183E2 6_6 6_4 6_5 6_3 6_7 SULJETTU KAUKO-OHAJATTU EROTIN 5178E2 5_1 2_11 2_13 Jatkuu 50

51 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu 8_2 Toiminto Kytkinlaite 5175E4 5174E2 AVAA 5175E4 5183E2 6_6 6_4 6_5 6_3 6_7 5174E1 AVAA 6_4 AVAA 6_7 AVAA 5174E2 SULJE 8_2 5178E2 5_1 SULJE 5174E1 SULJE 5178E2 AVOIN KATKAISIJA Muuta releasettelu SUÖJETTU KATKAISIJA I> asettelu kennossa 2_11 2_11 2_13 AVOIN KAUKO-OHJATTU EROTIN SULJETTU KAUKO-OHJATTU EROTIN SULJE 5183E2 51

52 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Automaattiset kytkennät Erotinasemien automaattinen ohjaus (käytöntukijärjestelmä ohjaa) 1_11 AVOIN KATKAISIJA SULJETTU KATKAISIJA 3748E1 3748E4 AVOIN KAUKO-OHJATTU EROTIN SULJETTU KAUKO-OHJATTU EROTIN 4115E2 4115E1 Erityistä huomiota on kiinnitettävä turvallisuuskysymyksiin odottamattomiin tapahtumiin (toinen vika, tiedonsiirron hitaus, ymv.) Jatkuu 52

53 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Automaattiset kytkennät TOIMINTO KYTKIN OHJAAJA Huomautus AVAA 3748E1 KTJ SULJE 1_11 KTJ Ensimmäinen yritys ODOTA => Ei laukaisua AVAA 4115E1 KTJ SULJE 3748E1 KTJ Toinen yritys ODOTA => Laukaisu AVAA 1_11 Rele Laukaisu viasta AVAA 3748E1 KTJ SULJE 1_11 KTJ Vian yläpuolen palautus SULJE 4115E2 KTJ Vian alapuolen palautus 53

54 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Työkeskeytysten suunnittelu KESKEYTYSALUEIDEN ANALYYSI HUOMIOIDEN VAIN KUORMAN KYTKENTÄÄN SOVELTUVAT EROTTIMET KYTKETTÄVIÄ VYÖHYKKEITÄ NO TULOSTA KAUKO-OHJAUS KYTKENNÄT TÄRKEIMMÄN ALUEEN KYTKENTÄ KAUKO-OHJATULLA VARASYÖTÖLLÄ, JOLLA ON SUURIN KAPASITEETTI NO YES REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ KYTKETTÄVIEN ALUEIDEN ANALYYSI KYTKETTÄVIÄ VYÖHYKKEITÄ YES NO TULOSTA KÄSINOHJAUK- SEN KYTKENNÄT YES KAPASITEETIN LISÄYS KUORMIEN SIIRROLLA TÄRKEIMMÄN ALUEEN KYTKENTÄ NOPEILLA VARASYÖTÖLLÄ, JOLLA ON RIITTÄVÄ KAPASITEETTI NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ YES YES ALUEELLE EI OLE VARASYÖTTÖÄ KUORMIEN SIIRTO KAUKO-OHJAUKSELLA NO REUNAEHTOJEN YLITYKSIÄ YES ALUEELLE EI OLE VARASYÖTTÖÄ 54

55 Sähkönjakelutekniikka, kytkentäsuunnittelu Esimerkki Työkeskeytysten suunnittelu Pylvään vaihto tietyllä johtovälillä 1_11 Tulokset 3748E1 3748E4 3737E1 4701E1 4115E2 4115E1 AVOIN KATKAISIJA SULJETTU KATKAISIJA AVOIN KUORMANEROTIN SULJETTU KUORMANEROTIN AVOIN EROTIN SULJETTU EROTIN 55

56 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta Reaaliaikainen salamanpaikannus Käytetään ukkosrintamien indikointiin Työturvallisuus Varautuminen häiriöihin Ilmatieteenlaitoksen järjestelmän tarkkuus muutama kilometri Paikallinen salamanpaikannus Storm Tracker ukkostutka ukkosrintaman etenemisen seuranta (3 viimeisintä tuntia) 56

57 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta Automaattinen puhelinvastaaja Asiakkaiden häiriöilmoitusten käsittely tyypillisesti häiriöilmoitukset eivät sisällä lisäinformaatiota vian tarkasta sijainnista merkitsee ylimääräistä työtä päivystäjälle ensimmäiset 5 minuuttia ovat rauhallisia asiakkaat tarvitsevat informaatiota vastaaminen tärkeää asiakaspalvelun kannalta Puhelinvastaajana toimii äänikortilla varustettu PC Vastaa rinnakkain useaan samanaikaiseen puheluun 57

58 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta Automaattinen puhelinvastaaja Vastaajan viesti muodostetaan vikatilanteesta riippuen yhdistämällä useita lyhyitä etukäteen nauhoitettuja puheenpätkiä KTJ ohjaa puhelinvastaajan toimintaa lähiverkon (LAN) kautta perusinformaatio muodostetaan automaattisesti päivystäjä tarkentaa vastaajan viestiä vianselvityksen edetessä KTJ:n käyttöliittymän kautta 58

59 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta Automaattinen puhelinvastaaja Asiakas kuulee todellisen äänen vastaavan: mitä osaa verkosta vika koskee sähköaseman ja viallisen lähdön maantieteellisen nimen loppuvaiheessa sähköttä olevat jakelumuuntajat miten vian selvitys etenee mitä päivystäjä ja työryhmät ovat tekemässä odotettavissa oleva korjausaika 59

60 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta Hyvää päivää. Tämä on Koillis-Satakunnan Sähkö Oy:n automaattinen puhelinvastaaja. Meillä on tiedossa suurjänniteverkon vika Inhan sähköaseman Pihlajaveden lähdöllä, joka syöttää Ähtärin kaupungin eteläpuolella olevia Salmenkylän ja Peränteen kyliä. Päivystäjä on keräämässä työryhmää. Oletettu korjausaika on 3 tuntia. Mikäli tiedätte vian tarkan sijainnin, soittakaa seuraavaan numeroon Kiitos soitostanne 60

61 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, pj-verkot PJ-verkon vikatilanteiden hallinta Asiakashaku Vian paikannus PJ-verkossa asiakkaiden häiriöilmoitusten yhdistäminen vikaa edeltävän sulakkeen määritys Häiriöilmoitusten käsittely Keskeytysraportointi 61

62 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, työryhmien hallinta Työryhmien hallinta Operatiivisen toiminnan ohjaaminen reaaliajassa valvomosta käsin työryhmien hallinta kokoonpano sijainti reitin optimointi GPS:n hyödyntäminen työryhmän sijainnin määrittämisessä Tiedonsiirto valvomoon automaattisesti esim. riittävän siirtymän jälkeen Yksittäisen työryhmän paikannus paikallisesti paikallistuntemuksen väheneminen 62

63 Sähkönjakelutekniikka, käytöntukijärjestelmä Vikatilanteiden hallinta, keskeytysraportit Keskeytysraportoinnin kehittäminen Energiamarkkinaviraston vaatimukset Asiakaskohtaiset sähkön laadun tunnusluvut KTJ määrittää muuntamokohtaisesti (kj-verkon keskeytykset) keskeytysten lukumäärä (vika ja työkesk. erikseen) myös PJK:t ja AJK:t keskeytysajat (vika ja työkesk. erikseen) asiakashaun yhteydessä yksittäisen asiakkaan osalta esitetään em. tunnusluvut PJ-verkon keskeytysraportointi Vaikutukset verkostosuunniteluun 63

64 Sähkönjakelutekniikka, vikatilanteiden hallinta Käytöntukijärjestelmä - Esimerkkitoteutuksia 1,4 1,2 Keskimääräinen häiriönkestoaika / vika Koillis-Satakunnan Sähkö Oy:ssä 1 0,8 0,6 0,4 0,