1000 V sähkönjakelujärjestelmän teknistaloudellisen kannattavuuden tarkastelu

Abstract

Tässä työssä tutkitaan 1000 V pienjännitejakelun taloudellista kannattavuutta. Tutkimus perustuu teoreettiseen tarkasteluun, jossa noudatetaan yleisiä verkostosuunnittelun periaatteita. EU-lainsäädäntö mahdollistaa 1000 V pienjänniteportaan sijoittamisen nykyisen keskijänniteverkon ja pienjänniteverkon väliin lisäten kolmannen jakelujänniteportaan nykyään käytettävien 20 kV ja 0,4 kV väliin.

Jakeluverkkojen kehittämiseksi on etsittävä ratkaisu, joka on taloudellinen sekä asiakkaiden että verkonhaltijoiden kannalta. Tällaiset ratkaisut pienentävät verkon käytön kokonaiskustannuksia ja parantavat sähkön laatua. Lisättäessä jakeluverkkoon kolmas jänniteporras, keskijänniteverkon johtopituus lyhenee ja varsinkin lyhyiden haarajohtojen määrä vähenee. Tämä vähentää keskijänniteverkossa esiintyvien keskeytysten määrää ja pienentää keskeytyskustannuksia. Kilovoltin järjestelmä on kannattava korvattaessa sillä osa keskijänniteverkkoa, tai estettäessä perinteisellä järjestelmällä tarvittava muuntopiirin jakaminen. Osana varsinaista pienjänniteverkkoa ei kilovoltinjärjestelmä ole kannattava.

Tässä työssä kolmijänniteportaista jakeluverkkoa tutkitaan teoreettisilla verkkosuunnitelmilla, joita tehdään muutamille perusverkkotopologioille. Taloudellista kannattavuutta tutkitaan vertaamalla perinteistä kaksijänniteportaista ja kolmijänniteportaista verkkoratkaisua kustannusten suhteen teknisten reunaehtojen puitteissa. 1000 V pienjännitejakelu vaatii uudenlaisia verkostokomponentteja. Näistä on erityisesti käsitelty 1/0,4 kV pienjännitemuuntajaa. Muuntajasuunnittelun lähtökohtana on 1000 V verkon käyttäminen keskijänniteverkon jatkeena maasta erotettuna verkkona.

In this paper an approach to economic efficiency of 1000 V low voltage distribution is presented. The research work is based on theoretical examination where current principles of distribution network design are taken into account. EU-legislation enables the use of 1000 V low voltage level between the current medium voltage network and low voltage network as a third distribution voltage level.

In order to enhance distribution networks an approach that is same time economical to the distributor and to the customer has to be found. These kinds of solutions cut the costs of network and upgrade the quality of distribution. Adding of the third voltage level shortens the length of the medium voltage network and diminishes the number of short branches. This affects the interruption rate of entire distribution network and cuts down the interruption costs. The result is that 1000 V low voltage distribution is economical when it places a part of the medium voltage network or when it cuts down the need of splitting the distribution transforming station. As a part of the actual low voltage network, the 1000 V distribution system is not economical in most cases.

The distribution network consisting of three voltage levels is examined through theoretical network designs that are made for some basic network topologies. The economic efficiency is considered by comparing the costs of the traditional two-level and three-level distribution network in their technical boundaries. In 1000 V distribution systems some new network components are needed. In this work some designs of low voltage distribution transformers are presented in general. The premise of the transformer design was that the 1000 V distribution lines will be used as an extension of the medium voltage network.