Maaseutuverkkojen Säävarmuuden Parantamisen Vaihtoehdot

Tämä opinnäytetyö keskittyy sähkönjakeluverkkojen yleissuunnitteluun haja-asutusalueilla. Opinnäytetyö tehtiin projektityönä jakeluverkkoyhtiö Oulun Seudun Sähkö Verkkopalvelut Oy:lle kesällä 2017. Työn päätarkoituksena on esittää ideoita ja vaihtoehtoja pitkien, vanhojen ja vikaantuvien ilmajohtoverkkojen uudelleensuunnitteluun ja saneeraukseen. Työn päätuotteena olivat yritykselle laaditut yleissuunnitelmat alueen kehitykselle. Työssä keskitytään alueisiin, joissa kulutus on pientä, matkat pitkiä ja verkosta saatava tuotto vähäistä. Tutkimusta tehtiin niin teknillisestä, kuin taloudellisesta näkökulmasta ja työssä tarkastellaan eri vaihtoehtojen välisiä rakentamiskustannuksia, ja eri vaihtoehtojen mahdollisia hyötyjä ja haittoja. Suurimmat muutokset nykyverkkoon tulevat olemaan johtoreittien siirtäminen teiden varsiin, sekä päällystettyjen BLL-tyyppisten ilmajohtojen käyttö säävarmuuden parantamiseksi. Työssä tarkastellaan myös mahdollisuutta käyttää 1kV järjestelmää sähkön siirtoon sekä 1kV järjestelmän erityispiirteitä, jotka on otettava huomioon verkkosuunnitelmassa. Tarkastelussa olevan alueen saneeraus maksaisi noin 7 miljoonaa euroa säävarmuutta parantavien periaatteiden mukaisesti päällystetyillä ilmajohdoilla rakennettuna. 1kV järjestelmää käyttämällä voitaisiin rakentamiskustannuksissa säästää noin 10%, mutta järjestelmän uutuuden ja pienen käyttöasteen vuoksi uudet käyttöönotot ovat vähäisiä. Tutkimuksessa havaittiin, että suurin osa 1kV järjestelmän säästöistä katoaa muuntajien suuremmasta määrästä johtuviin kustannuksiin. Johtoreittien osittainen kaapelointi voitaisiin toteuttaa noin 20% lisäkustannuksilla 20/0,4kV ilmajohtoreittiin verrattuna. Verkon säävarmuuden oletetaan paranevan kaikilla esitetyillä rakennusvaihtoehdoilla, mutta täysin säävarman verkon aikaansaaminen vaatisi koko verkon kaapeloimisen. Kaapeloimalla vikatilastot muodostuisivat laitevioista, ihmisen toiminnasta ja luonnonmullistuksista aiheutuvista vioista. Koko tarkastelualueen maakaapelointi nostaisi verkon maasulkuvirran 35 kertaiseksi nyky-arvoon verrattuna, ja pelkän runkojohdon kaapelointi vaatisi 1,9 miljoonan euron lisäinves-toinnin ilmajohtorakentamiseen verrattuna. Yritys jatkojalostaa tämän opinnäytetyön pohjal-ta laaditut suunnitelmat toteutuskäyttöön tulevaisuudessa. Tarkat suunnitelmat sekä työn yksityiskohdat kuuluvat salassapitosopimuksen piiriin.This thesis focuses on general planning and weather proofing of medium voltage power distribution networks in scarcely populated, hard to reach areas. The research was done for Oulun Seudun Sähkö Verkkopalvelut Oy, a power distribution company in northern Finland. The main focus of this thesis is to present different alternatives for redesigning and renovating distribution networks in areas which get a lot of faults, and where the amount of paying customers in relation to distance is poor. The research was done from a technical and economical standpoint. The project compares building costs between different renovation options, and takes into account their possible gains and losses compared to the current state of the network. The main changes to the current state of the network included using covered aerial conductors, using roadsides as distribution routes, and considering the use of 1kV distribution networks and ground cables as a means to weatherproof difficult areas and possibly save in building costs. The renovation project would cost around 7 million euros as a whole if done with coated aerial conductors. The cost includes materials, build costs and required forestry. Usage of 1kV distribution would save around 100 000 euros per 1 million euros invested but since 1kV is still so scarcely used, adoption rates are low. It was discovered that most of the savings with 1kV systems are lost due to the increased amount of transformers needed for customer distribution. Partial ground cabling could be done with an extra investment of 20% compared to renovating the same region with more traditional 20/0,4kV aerial distribution. Weather induced faults are expected to diminish with all of the renovation options researched, but a complete renovation using grounded cables would technically eliminate them, leaving only human and animal induced faults. Using ground cables would increase the ground fault current 35 times compared to overhead lines, and the cost increase for the main lines alone would be around 1.9 million euros. The company found the plans provided useful and decided to refine them in the future. The plans and research done for the company is subjected to non-disclosure agreement