Substation interconnection plan

Uuden sähkömarkkinalain (588/2013) vaikutukset lakisääteiseen sähköjakeluverkkoliiketoimintaan ovat merkittävät. Sähkömarkkinalaki asettaa selkeät tavoitetasot keskeytyksille, ja asiakkaalle keskeytyksistä maksettavat vakiokorvaukset ovat suuremmat kuin aikaisemmassa sähkömarkkinalaissa. Verkon toimitusvarmuuden lisääminen kasvattaa verkonhaltijan vuosittaisia investointikustannuksia, joten ennakoivalla ja oikein kohdennetulla suunnittelulla saadaan sähköverkko uuden sähkömarkkinalain vaatimus-en mukaiseksi. Diplomityön tavoitteena oli selvittää 110/20 kV:n ja 45/20 kV:n sähköasemien varasyötön nykytilanne päämuuntaja- ja kiskoviassa. Korvausyhteyksien selvittäminen on tärkeää toimitusvarmuuden kannalta. Työn ensimmäisessä osassa keskitytään sähkön-jakelun perusperiaatteisiin ja säädöksiin sekä komponenttien luotettavuuteen aikana, jolloin sähköasema ei ole korvattavissa. Toisena työn osana on sähköasemien varasyöttösuunnitelma, jossa esitetään nykyverkon korvausyhteydet ja niiden kuormittuminen sekä korvausasemat. Kolmantena työssä keskitytään varasyötön kannalta ongelmallisiin kohteisiin nykytilanteessa ja tulevaisuudessa, ja kohteiden luotettavuutta verrataan mahdolliseen vikaan. Luvussa myös ehdotetaan parannusvaihtoehtoja, joilla korvaustilanteita voidaan reaalisesti parantaa. Selvityksen tuloksena saatiin, että usean sähköaseman varasyöttäminen on mahdotonta liian vähäisen korvauskapasiteetin takia. Kiskoviassa tilanne on päämuuntajavikaa huonompi, koska johtolähtöjen välissä ei ole riittävästi erottimia tai johtimilla syntyvä jännitteenalenema kasvaa liikaa, jonka kompensoimiseksi ei ole käytettävissä mahdollisia kompensointikondensaattoreita sähköaseman kiskostossa. Varasyötössä ongelmaksi voi muodostua myös korvaavan päämuuntajan tai runkojohtimien ylikuormittumiset, jotka asettavat myös reunaehdot varasyötettävyydelle. Vaikka monessa tilanteessa varasyöttäminen ei ole mahdollista, voimajärjestelmä on riittävän luotettava ja mahdollinen vika aiheuttaa ongelman vain lyhyen jakson ajan ja vain tietyillä sähköasemilla.The new Finnish Electricity Market act (588/2013) has set clear target levels for duration of the outages and new customer compensations levels. Distribution network oper-ators have been forced to invest increasingly to the distribution network in order to the reliability of delivery to fulfill the ordinance. Also at this moment the resource alloca-tion of the investments must have be done and planned even more accurate. The objective of this study was to clear the state of the interconnection capacity of the 110/20 kV and 45/20 kV substations in case of failure of the power transformer or the bus bar system. The network load flow calculations were made in normal and peak power situation. Determining the interconnection capacity was important since the reli-ability of the network was known and the future planning would concentrate in the problematic parts of the interconnections. The first part of the thesis was about the theory and technical back-round of the network calculations. The second part consists of the clarifying the situation of the interconnection capacity of the present network and which middle voltage (MV) lines have been used for interconnections. The last part of thesis was process how the problematic substations should be replaced in future and also there were the suggestions how the level of the interconnection capacity could be increased and which are the solutions to increase reliability of the delivery. The result of this thesis was that multiple substations have low interconnection capacity. In case of bus bar fault the situation was worse compared to the case of power transformer failure because the connection switches between the MV lines were missing or the voltage drop increased too high. Sometimes, during the interconnection, the problem is the overload of the power transformer and the MV line or cable. Even though in many cases the substation interconnection level was low the reliability of the power system occurred to be in good level and the possible failure caused problems only for a short period and for the certain substations