Kohti yhä älykkäämpää sähköverkkoa

ABB on kehittänyt innovatiivisen vikaindikointimenetelmän, jolla kaapeliverkon viat kyetään löytämään luotettavasti ja nopeasti.

Artikkeli on julkaistu ABB Oy:n power-asiakaslehden numerossa 3/2016.

Aineisto on saatavana Slideshare-palvelussa: www.slideshare.net/ABBSuomi

Perusteellisesti testattu innovaatio tuo älykkyyttä sähköverkon jakelumuuntamotasolle asti ja parantaa sähkön toimitusvarmuutta. ABB:n asiantuntijat Janne Altonen ja Ari Wahlroos ovat olleet kehittämässä verkkoa yhä älykkäämmäksi.

Mikä on monitaajuusadmittanssimittaukseen pohjautuvan vikaindikaattorin merkitys muuntamoautomaatiolle?

Tehokas vianpaikannus jakelumuuntamotasolla vaatii luotettavan vikaindikointimenetelmän. Erityisesti maakaapeleissa yleisimpiä maasulkuvikoja ei pystytä havaitsemaan perinteisillä mittausteknologioilla.

Tämä johtuu verkon sähköteknisen käyttäytymisen muuttumisesta maakaapeleiden pituuksien kasvaessa. Pitkä maakaapeli on kuin jättimäinen kondensaattori. Viat ovat usein katkeilevia, ja ne aiheuttavat lyhyitä, suuriamplitudisia virtapulsseja sähköverkkoon. Niiden havaitseminen vaatii aivan erilaisia menetelmiä kuin avojohtoverkossa.


Ari Wahlroos ja Janne Altonen ovat olleet vahvasti mukana Sundomin älyverkkoprojektissa Vaasassa.

Tähän haasteeseen vastaa uusi monitaajuusadmittanssimittaukseen perustuva vikaindikointimenetelmä, joka on osa ABB:n älyverkkoteknologiaa.
Uusi tekniikka mahdollistaa vikojen havaitsemisen niiden alkamisvaiheessa. Näin vika voidaan korjata ennen kuin sähkökatkoksia syntyy.

Miksi asia on tärkeä juuri nyt?
Sähkömarkkinalain tuoreen uudistuksen myötä verkkoyhtiöiden on palautettava sähköt asemakaava-alueella viimeistään kuuden tunnin kuluessa sähkön katkeamisesta – muutoin yhtiö joutuu maksamaan asiakkailleen korvauksia.

Verkkoyhtiöt parantavat nyt hyvin aktiivisesti toimitusvarmuuttaan, erityisesti maakaapeloinnissa on edetty todella nopealla tahdilla. Lisäksi yhtiöt lisäävät verkostoautomaatiota.

Mitkä ovat tärkeimmät asiat, joita monitaajuusadmittanssisuojan avulla voidaan tehdä?

Vikojen suunnat voidaan selvittää luotettavasti ja näin ollen vikojen poiskytkennnät voidaan tehdä turvallisesti. Aiemmin haasteena oli myös havaita viat, joissa vikavirta on erityisen pieni. Nyt menetelmän herkkyys on saatu tasolle, joka oli aiemmin saavutettavissa vain primäärisähköasematason suojaussovelluksissa.

Myös suojausasetteluiden määrittäminen oli hankalaa. Nyt ne pystytään pitämään minimissä: samat asettelut pätevät riippumatta verkon kytkentätilanteesta tai kaapelointiasteesta.

Mitä uutta tietoa Sundomin projekti tuotti?
Sundom Smart Grid -hankkeessa ABB oli mukana testaamassa ja pilotoimassa uusinta älykkään sähköverkon teknologiaa.

Koeohjelmassa oli noin 60 erilaista tapausta, joilla pyrittiin simuloimaan erilaisia verkon todellisia vikatilanteita. Tulokset olivat erinomaisia: oikea vikaindikaatio saatiin kaikissa tehdyissä kokeissa riippumatta vian tyypistä. Jopa kaapelien katkeilevat viat, jotka imitoivat verkossa mahdollisesti kehittyviä vikoja, pystyttiin löytämään nopeasti ja selektiivisesti.

Miten muuntamoautomaatio tulee kehittymään tulevaisuudessa?
Tulevaisuuden verkoissa mittausdataa tulee sadoista, jopa tuhansista mittauspisteistä. Tällöin vikaindikoinnin validiteetin merkitys korostuu nykyisestään.

RIO600-vikaindikaattori löytää maakaapelien viat
RIO600-vikaindikaattori löytää maakaapeliverkolle tyypilliset viat, joita ei voida perinteisillä menetelmillä ja teknologioilla luotettavasti havaita ja löytää.
Menetelmä perustuu monitaajuusadmittanssimittaukseen: RIO600 suodattaa ja jakaa mitatun signaalin useisiin taajuuskaistoihin, jolloin kyetään havaitsemaan jopa hyvin nopeat vian aiheuttamat virtapiikit.
Edistyksellisellä teknologialla viat kyetään löytämään ensi kertaa myös jakelumuuntamotasolla. RIO600 on vuosien tuotekehitystyön tulos, ja sen toimivuus on todennettu kymmenillä vikatyypeillä lukuisissa kenttäkokeissa.

Teksti Janne Altonen ja Ari Wahlroos, Kuva Mikko Lehtimäki