Analysis of industrial power grid with voltage 7.8 kV

Bofors industrinät i Karlskoga är föråldrat och ligger kvar på en icke standardiserad spänning vilket är ett problem. Denna analys har utförts på uppdrag av Karlskoga energi och miljö AB med syfte att undersöka vad som behöver bytas ut, tillkomma eller tas bort för att höja från dagens spänning (7.8 kV) till samma standardiserade nivå som det resterande distributionsnätet (10 kV). Utöver detta även ta fram ett ramverk för hur spänningshöjningen skall gå till, samt undersöka hur stora förlustbesparingar företaget kan erhålla på grund av höjningen. Det visar sig att industrinätets samtliga 39 distributionstransformatorer måste bytas för att dessa inte skall haverera men att kablaget klarar sig då detta är konstruerat för 12 kV. Handlingsplanen som tagits fram utgår från att Karlskoga energi och miljö AB bygger ett nytt nät med spänningen 10 kV, och under en längre tid låter existerande kunder ansluta sig till detta. Gällande förlusterna i nätet visar det sig att det potentiellt finns stora besparingar att göra, cirka 415 708 kr om året vid ett elpris på 85 öre per kWh, där minskningen av tomgångsförlusterna kommer stå för majoriteten. De beräknade kabelförlusterna visar sig vara nästan obefintliga. Allt detta visar på nyttan med att genomföra spänningshöjningen och ombyggnationen som krävs för detta. Initialt är det för en avsevärd investering för företaget, men fördelarna är så pass stora att det vore oansvarigt att inte genomföra detta. Genom ombyggnationen får man ett bättre nät, inte bara bättre dimensionerat utan även driftsäkerhetsmässigt med kortare leveranstider för exempelvis transformatorer. Undersökningen har inte gått in på de två vattenkraftanläggningarna som är anslutna till industrinätet, mer än i förbigående.The Bofors industrial power grid in Karlskoga is aged and currently operating with a non-standardized voltage level. This analysis has been done in collaboration with “Karlskoga energi och miljö AB” with the purpose of determining what needs to be replaced, added or removed in order to facilitate an increase in voltage from today’s level (7.8 kV) to the same level as the rest of the distribution grid (10 kV). In addition to this also produce the framework for a plan on how this voltage increase is to be accomplished, as well a determining how much the losses can be reduced and how much of an economic impact this has. The results of the analysis are that all of the 39 distribution transformers currently in use must be replaced in order to not have these break down. The cables in use, however, will be fine due to them being constructed for 12 kV. The framework produced determines that the best course of action is for the company to build a new grid on top of the old one, with a voltage of 10 kV and allow existing customers to connect to this grid during a set time period. In regards of the losses in the grid, a potentially large saving can be made. Approximately 415 708 SEK per year, calculated with an energy price of 0.85 SEK per kWh, of which the no-load losses of the transformers is the majority. The calculated cable losses were almost non-existing. All this proves the benefits of performing this voltage increase, and the construction required. Initially there is quite a large investment needed from the company, but the benefits are large enough that It would be irresponsible to not go through with the voltage increase. By doing this the company gets a better grid, not just better dimensioned but also a much more reliable grid with shorter delivery times on for example transformers. This analysis has not gone into depth regarding the two hydropower plants connected to the grid