BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka



Samankaltaiset tiedostot
BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi

Sähkönjakeluverkkojen kehittäminen, yleissuunnitelman laatiminen, esimerkkejä Syksy 2010 Jarmo Partanen

BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

4 SÄHKÖVERKKOJEN LASKENTAA

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

Pohjoismaisen sähköjärjestelmän käyttövarmuus

KAUKO-OHJATTAVIEN EROTTIMIEN JA VERKKOKATKAISIJOIDEN HYÖ- DYNTÄMINEN HIIRIKOSKEN ENER- GIA OY:N VERKOSSA

20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan:

KESKEYTYSTILASTO 2015

KESKEYTYSTILASTO 2012

Säävarma sähkönjakeluverkko Verkostomessut ,Tampere Prof. Jarmo Partanen ,

Säävarma sähkönjakeluverkko Prof. Jarmo Partanen ,

SÄHKÖNJAKELUN TOIMITUSVARMUUDEN KRITEERISTÖ JA TAVOITETASOT

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO DIPLOMITYÖ HAJA-ASUTUSALUEEN KESKIJÄNNITEVERKON KAAPELOINNIN JA AUTOMAATION SUUNNITTELUMETODIIKKA

Tilaustutkimusraportti

ROVAKAIRA OY:N KESKIJÄNNITEVERKON KEHITTÄMISSUUNNITELMA TOIMITUSVARMUUSKRITEERISTÖN NÄKÖKULMASTA

BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi

KESKEYTYSTILASTO 2018

BL20A1200 Tuuli- ja aurinkoenergiateknologia ja liiketoiminta

KESKEYTYSTILASTO 2016

KESKEYTYSTILASTO 2017

SANNA ALESTALO MIKKELIN KAUPUNGIN KESKIJÄNNITEVERKON KEHITTÄMISSUUNNITELMA Diplomityö

ELEC-E8419 syksy 2016 Jännitteensäätö

Sähkönjakelutekniikka osa 1. Pekka Rantala

215.3 MW 0.0 MVR pu MW 0.0 MVR

TERO FINNING FORSSAN VERKKOPALVELUT OY:N SÄHKÖVERKON KEHITTÄMINEN KÄYTTÖVARMUUDEN JA ENERGIATEHOKKUUDEN NÄKÖKULMASTA. Diplomityö

Kantaverkon häiriöt eri vuosikymmeninä

KESKIJÄNNITEVERKON MAAKAAPELOINNIN KANNATTAVUUS Profitability of medium-voltage underground cables

DIPLOMITYÖ SÄHKÖNSIIRTOYRITYSTEN KUNNOSSAPIDON TALOUDELLINEN MALLI

ARI-PEKKA KYYKKÄ TOIMITUSVARMUUDEN KEHITTÄMINEN SEIVERKOT OY:SSÄ Diplomityö

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

ILMAJOHTOVERKON VIANKORJAUS MAAKAAPELOINTITEKNOLOGIAA HYÖDYNTÄEN

Luotettavuuspohjaisen verkostoanalysointijärjestelmän kehittäminen

1 kv TEKNIIKAN TEKNISTALOUDELLINEN ANALYSOINTI SAVON VOIMA VERKKO OY:N SÄHKÖVERKOSSA

Muuta sähköverkkotoimintaa koskevien tunnuslukujen ohjeet

BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi

Toivo Nivala TAVOITEVERKKOSUUNNITELMA: 45 KV ALUEVERKON TILA JA KORVAAVAT VAIHTOEHDOT

JUHANI LEPISTÖ VERKON LUOTETTAVUUSMALLIN KEHITTÄMINEN KUNNOSSA- PITO-OHJELMAN TUEKSI

Käyttötoimikunta Antti-Juhani Nikkilä Loistehon merkitys kantaverkon jännitteiden hallinnassa

SÄHKÖNJAKELUVERKON SUUNNITTELUPERUSTEET. Diplomityön aihe on hyväksytty Sähkötekniikan osastoneuvoston kokouksessa

Sähkön siirron hinnoittelu

JENNY TOLONEN VAIHTOEHTOJA SÄHKÖN TOIMITUSVARMUUSKRITEERIS- TÖN TAVOITTEIDEN SAAVUTTAMISEKSI MAASEUTUMAI- SESSA JAKELUVERKKOYHTIÖSSÄ

Lasketaan siirretty teho. Asetetaan loppupään vaihejännitteelle kulmaksi nolla astetta. Virran aiheuttama jännitehäviö johdolla on

Jännitteensäädön ja loistehon hallinnan kokonaiskuva. Sami Repo Sähköenergiatekniikka TTY

KESKEYTYSTILASTO 2013

Tuukka Huikari Loissähköperiaatteet 2016

Määräys. sähköverkkotoiminnan tunnusluvuista ja niiden julkaisemisesta. Annettu Helsingissä 21 päivänä joulukuuta 2011

Kaupunkikeskijänniteverkon optimointi

KESKEYTYSTILASTO 2014

Sähkönjakelutekniikka, osa 4 keskijännitejohdot. Pekka Rantala

Asiakasverkkojen loistehon kompensointi Verkkotoimikunta Jussi Antikainen

Jännitestabiiliushäiriö Suomessa Liisa Haarla

MUUTA SÄHKÖVERKKOTOIMINTAA KUIN JAKELUVERKKOTOIMINTAA KOSKEVAT TUNNUSLUVUT, NIIDEN LASKENTAKAAVAT JA -OHJEET

Loissähkön hallinnan muutosten vaikutus jakeluverkkoyhtiölle

NYKYTILANTEEN KARTOITUS TOIMITUSVARMUUSKRITEERIS- TÖN NÄKÖKULMASTA: KYMENLAAKSON SÄHKÖVERKKO OY

MITOITUS-OHJELMA ESIMERKKI

KESKEYTYSTILASTO 2011

Fingridin varavoimalaitosten käyttö alue- tai jakeluverkkojen tukemiseen. Käyttötoimikunta Kimmo Kuusinen

Jakeluverkon tariffirakenteen kehittäminen Loppuseminaari Vantaa Kimmo Lummi TTY, Sähköenergiatekniikan laboratorio

KESKEYTYSTILASTO 2010

Harmonisten yliaaltojen vaikutus johtojen mitoitukseen

Sähköautojen ja plug-in hybridien vaikutukset sähköverkkoihin. Antti Mutanen TTY / Sähköenergiatekniikka

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liiketoimintajohtaja Jani Viljakainen

Määräysluonnos sähköverkkotoiminnan tunnusluvuista ja niiden julkaisemisesta

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Sähkötekniikan osasto Sähkömarkkinoiden opintosuunta

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

BL20A0400 Sähkömarkkinat. Sähköverkkoliiketoiminta ja sähkön laatu Jarmo Partanen

Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta

Kai Aleksi Kinnunen LEPPÄKOSKEN SÄHKÖ OY:N PARKA- NO-KIHNIÖ JAKELUALUEEN TAVOI- TEVERKKOSUUNNITELMA

Varavoima maatiloilla

RAUTALAMMIN JA KONNEVEDEN ALUEEN SÄHKÖNJAKELUN KÄYTTÖVARMUUDEN KEHITTÄMINEN

LOISSÄHKÖN TOIMITUKSEN JA LOISTEHORESERVIN YLLÄPITO

Siirtokeskeytyksiä markkinoiden ehdoilla. Jyrki Uusitalo, kehityspäällikkö Sähkömarkkinapäivä

JAKELUVERKKOTOIMINTAA KOSKEVAT TUNNUSLUVUT, NIIDEN LASKENTAKAAVAT JA -OHJEET

Relion. Suojaus- ja automaatioreferenssi Verkostoautomaatiolla parempaa sähkönjakeluverkon toimitusvarmuutta

Ylivirtasuojaus. Monta asiaa yhdessä

Tasasähköyhteyden suuntaaj-asema. Ue j0ƒ. p,q

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO MÄNTSÄLÄN SÄHKÖ OY:N JAKELUVERKON KEHITTÄMISSUUNNITELMA. Teknillinen tiedekunta Sähkötekniikan koulutusohjelma

Standalone UPS system. PowerValue 11/31 T kva 1-vaiheinen UPS kriittisille kuormille

Tuulivoimalaitos ja sähköverkko

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Omnia AMMATTIOPISTO Pynnönen

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

TUULIPUISTO OY KIVIMAA ESISELVITYS TUULIPUISTON SÄHKÖVERKKOLIITYNNÄN VAIHTOEHDOISTA

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Kolmivaihejärjestelmän perusteet. Pekka Rantala

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Energia- ja ympäristötekniikan osasto Sähköenergiatekniikan opintosuunta

Liite 2 - YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISTAVOITTEEN MÄÄRITTELY 1 YRITYSKOHTAISEN TEHOSTAMISPOTENTIAALIN MITTAAMINEN

Transkriptio:

BL0A0500 Sähkönjakelutekniikka Jakeluverkkojen tekninen laskenta

Sähköjohdot - sähkönjakelujohtojen ominaisarvoja Johto r [ohm/km] x [ohm/km] Jännite [kv] Oikosulkukestoisuus Kuormitettavuus [A] Jäähtymisaikavakio Amka 3x16+5,0 0,11 0,4 70 1 ka Amka 3x70+95 0,5 0,10 0,4 140 3, ka Swan (4/6) 1,5 0,4 0,4 155,0 ka Sparrow (34/6) 0,85 0,38 0 10 3,7 ka 4 min Raven (54/9) 0,54 0,4 0 80 5,8 ka 6 min Al13 0, 0,35 0 495 11,6 ka 10 min Duck 0,05 0,3 110 845 3,5 ka AHXAMK-W 3x10 0,6 0,13 0 65 11,3 ka 47 min 3

Sähköjohdot Sähkönjakelujohdon häviöt kuormitushäviöt Ph 3 I R P U R Q U R tyhjäkäyntihäviöt v P0 3GU GU v Q0 3 BU BU (G 0 jakeluverkoissa) (merkitys vähäinen) 4

Sähköjohdot ja muuntajat Muuntajan häviöt kuormitushäviöt P h S S tyhjäkäyntihäviöt P n U P kn 0 P0n U n 5

Sähköjohdot ja muuntajat Häviöt 1-vaihejohdoissa Vertaillaan 3-vaihe- ja 1-vaihejohtoa, joilla on sama poikkipinta 3-vaihejohto P h3 3 I R 1-vaihejohto P h1 (3I ) R 6 P h3 6

Jännitteenalenema jakelujohdoissa Jännitteen itseisarvo kiinnostaa! U h IR cos IX sin (itseisarvojen erotus vaihejännitetasolla) Myös muuntajissa syntyy vastaavalla tavalla jännitteenalenemaa 7

Säteittäisen sähkönjakelujohdon jännitteenaleneman laskeminen R, X U1 U=? P, cos Energia W ensin tehoksi P ja tehokertoimeksi cos. Teho sitten virraksi I P 3 U cos Jännitteenalenema U h IR cos IX sin (tulos vaihejännitetasolla) Ongelma: Jännitettä U ei tiedetä virtaa laskettaessa. Ratkaisu: Oletetaan jännitteeksi alkupään jännite U 1 ja lasketaan virta sitä käyttäen. Virhe jännitteenaleneman laskennassa on pieni. Tarvittaessa iteroidaan ts. lasketaan uudestaan edellä saatua jännitettä käyttäen. 8

Muuntajan jännitteenalenema Muuntajan kilpiarvot ovat 0000/400 V, S n = 100 kva, P o = 00 W, P k = 1750 W, Z k = 4,0 %. Muuntajan kuorma on 100 kva, cos = 0,9. Mikä on muuntajan toisiojännite, kun ensiöjännite on 0 300 V? 9

Muuntajan jännitteenalenema Muuntajan käämin suhteellinen oikosulkuresistanssi r k S P k n 1,75% Suhteellinen oikosulkureaktanssi x k z k r k 3,60% Muuntajan resistanssi toisiosta katsottuna Muuntajan reaktanssi toisiosta katsottuna R X k k U rk 0, 08 Sn U xk 0, 058 S n Muuntajan kuormitusvirta Muuntajassa syntyvä jännitteenalenema I S 3 U 144A Toisiojännite U h (1440,9 0,08 1440,4360,058) V 400 U 0300 V - 3 7,V 393,5V 0000 (3,6 3,6) V 7,V 10

Jännitejäykkyys Jännitteen muutos kuormituksen muuttuessa. Jännitejousto (%/MW) pätötehon suhteen Jännitejousto (%/MVar) loistehon suhteen R U 100 X U 100 R ja X ovat syöttöreitin kokonaisresistanssi ja reaktanssi Esim. 0 km pitkä Al13-johto (r = 0,19 /km, x = 0,35 /km) U p = 1.1 %/MW U q = 1.8 %/MVar 11

Sähköjohdot ja muuntajat Häviöteho ja häviöenergia Häviöteho johdolle P h 3 I R Muuntajan häviöteho Häviöenergia t h = häviöiden huipunkäyttöaika P h W P 0 S S n P kn t hph tdtphth 0 tk 0,17tk 0,83 8760 t k = kuormituksen huipunkäyttöaika = W/P max Häviökustannukset tehohäviöt tai energiahäviöt Kh P P h Kh W W h ( /a) ( /a) Tyypillisiä th arvoja: pj-verkko 700-1000 h kj-verkko 000 h sähköasema 3000 h muuntajan tyhjäkäyntihäviöt 8760 h 1

Jännite- ja häviölaskennan virhelähteet Epävarma tieto kuormituksesta suuruus tehokerroin ajallinen käyttäytyminen (häviölaskelmat) Virheet johtojen sähköteknisessä arvoissa lähes merkityksettömiä. 13

Käyttövarmuus ja luotettavuus Verkon käyttövarmuutta voidaan kuvata kokonaiskeskeytysaika/asiakas,a keskimääräinen keskeytysaika/vika,a vikojen lukumäärä/asiakas,a toimittamatta jääneen energian arvo/asiakas,a - keskeytyskustannus Kustannuslaskennassa voidaan keskeytyskustannukset ottaa huomioon yhtenä kustannuskomponenttina. Keskeytyskustannukset lasketaan asiakkaan näkökulmasta (>10 /kwh). Verkkoyhtiölle keskeytyskustannukset muotoutuvat todelliseksi rahaksi taloudellisen valvonnan kautta. Jokainen keskeytys vaikuttaa yhtiölle sallittavaan voittoon ja yhtiön tehokkuuslukuun. 14

Käyttövarmuuden tunnuslukuja Vikojen keskimääräinen määrä/asiakas,a (SAIFI, System Average Interruption Frequency Index) Vikojen keskimääräinen kesto/asiakas/vika (CAIDI, Customer Average Interruption Duration Index) Vikojen kokonaiskestoaika/asiakas,a (SAIDI, System Average Interruption Duration Index) SAIDI = SAIFI * CAIDI Jälleenkytkentöjen keskimääräinen määrä/asiakas,a (MAIFI, Momentary Average Interruption Frequency Index) 15

Käyttövarmuus ja luotettavuus Käyttövarmuus(luotettavuus)laskennan kohteita: kauko-ohjattujen erotinasemien paikat vianilmaisimien paikat uuden sähköaseman vaikutukset käyttövarmuuteen uuden kj-lähdön vaikutukset käyttövarmuuteen 16

Luotettavuuslaskenta VERKON KÄYTTÖVARMUUDEN MÄÄRITTÄMINEN Tarvittavia lähtötietoja: verkkotiedot komponenttien vikataajuudet komponenttien korjausajat toimittamatta jääneen sähkön arvo Tuloksia: sähkönkäyttäjien keskimääräiset vikataajuudet kpl/a vikojen kestoajat h/vika, h/a toimittamatta jäänyt energia ja sen arvo 17

Säteittäisen jakeluverkon luotettavuusindeksien laskenta f ii f i keskeytystaajuus U = ii f i * t ij vuotuinen keskeytysaika t = U f keskeytyksen keskipituus E f * t * P toimittamatta jäänyt energia C ii f i a j b j ( t ij ) t ij P 18

Vikapaikan vaikutus keskeytysaikaan Kuinka pitkä keskeytys M1:lle aiheutuu eri komponenttien vioista? K E3 E6 E15 (kauko-ohjaus) T1 E1 K1 E K3 M4 E4 E7 E10 M1 E1 E11 E13 E14 M3 M K4 E9 (kauko-ohjaus) E5 E8 Korjausaika: T1, E1, K1, E, E3, E4, E5, Z1, E10,E11,E10-E11,M1 Kytkentäaika (nopea): K3,E9,E1,E13,E14,E15,E14-E9,E1-E15,E13-M3,M,M3 Kytkentäaika (hidas): E7,E7-E10, M4 Kauko-ohjaus 19

KAH-hinnat keskeytyskustannusten laskennassa Vikakeskeytys Työkeskeytys PJK AJK Asiakasryhmä /kw /kwh /kw /kwh /kw /kw Kotitalous 0,36 4,9 0,19,1 0,11 0,48 Maatalous 0,45 9,38 0,3 4,8 0, 0,6 Julkinen 1,89 15,08 1,33 7,35 1,49,34 Palvelu,65 9,89 0,,8 1,31,44 Teollisuus 3,5 4,45 1,38 11,47,19,87 Painotettu keskiarvo 1,1 11 0,5 6,8 0,55 1,1 Esimerkki: 1 tunnin vika keskijännitejohdolla, jossa 500 asiakasta, teho 1500 kw keskeytyskustannus 1,1*1500 + 11*1500 = 18 150, josta 50 % vaikuttaa verkkoyhtiölle sallittuun voittoon 0

KAH-hinnat keskeytyskustannusten laskennassa Asiakasmäärä Energia [MWh] Ryhmän keskiteho [kw] Keskiteho [kw/as] Kotitalous 5,9 1,43 Maatalous 5 5,9,97 Teollisuus 1 80 9,1 9,13 Julkinen 1 11 1,3 1,6 Palvelu 1 14 1,6 1,60 Keskeytykset/asiakas, a Kustannus Asiakasmäärä Keskiteho Keskeytysaika KAH Keskeytyskustannukset: TAI Kustannus Asiakasryhmän keskiteho Keskeytysaika KAH kpl h kpl h kpl kpl Yht Kotitalous 5,1 4,9 0,5 6,3 3,1,7 61 3 % Maatalous 13,4 194,9 1,4 8,5 11,9 7,4 57 13 % Teollisuus 160,7 781,5 1,6 104,7 00,0 5,4 1 31 66 % Julkinen 11,9 66,3 1,7 9, 18,7 5,9 114 6 % Palvelu 1, 167, 0,4 36,5 0,9 7,8 54 13 % 1 1 53 17 185 55 76 1 998 /a 11 % 63 % 1 % 9 % 13 % 4 % Keskeytysaika, vika 3,5h Keskeytysaika, suunniteltu 1h Keskeytysmäärä, vika 5 kpl Keskeytysmäärä, suunniteltu 1 kpl PJK 10 kpl AJK kpl KAH-arvot Vika Työ PJK AJK /kw /kwh /kw /kwh /kw /kw Kotitalous 0,36 4,9 0,19,1 0,11 0,48 Maatalous 0,45 9,38 0,3 4,8 0, 0,6 Teollisuus 3,5 4,45 1,38 11,47,19,87 Julkinen 1,89 15,08 1,33 7,35 1,49,34 Palvelu,65 9,89 0,,8 1,31,44 1

Käyttövarmuuden parantaminen Vikojen ehkäisy (SAIFI) rakenteiden ja laitteiden valinta johtojen sijoittelu johtokatujen leveys huollot ja tarkastustoiminta sähköteknisen tilan seuranta mekaanisen kunnon seuranta suojausjärjestelyt (sammutuksen käyttö)

Käyttövarmuuden parantaminen Vikojen vähentäminen/asiakas (SAIFI) verkoston kehittäminen (vikataajuus/katkaisija) uudet sähköasemat uudet lähdöt välikytkinasemat Vikojen vaikutusten vähentäminen (keskeytysaika,caidi) kauko-ohjatut erotinasemat vianilmaisimet vian laskennallinen paikantaminen organisaation 'viritys' 3