SKAL STRØMMEN FREM DA MÅ MAN BYGGE FLERE DOBBELTLINJER

Like dokumenter
Av David Karlsen, NTNU, Erling Tønne og Jan A. Foosnæs, NTE Nett AS/NTNU

Produksjonsteknisk Konferanse 2010, Gardermoen Kravene til Statnett i FIKS

Eksempel Kraftverk AS

Effektutfordringer med plusshus KSU-seminar 2016

Eksempel Kraftverk AS

FEIL- OG AVBRUDDSSTATISTIKK I LAVSPENTNETT

Vurdering av minimum nettstyrke NVE fagdag om lavspenningsnettet

Veiledning for rapportering av tekniske data for nettanlegg til NVE. Innsamling av data for årene

Oppgaver til kapittel 4 Elektroteknikk

Analyseverktøy. Eltransport Hva trenger vi å vite

NOTAT Rafossen Kraftverk

1 Definisjoner av nettnivå i distribusjonsnettet

DOBBEL JORDFEIL MED STORE ØDELEGGELSER - EKSEMPEL PÅ FEILANALYSE I D-NETT

Hvordan kan AMSinformasjon. for å oppnå SmartGrid? Kjetil Storset

Eidefossen kraftstasjon

Distribuert produksjon utfordrer spenningskvalitet, lokal stabilitet og reléplaner

Løsningsforslag TELE2005_A14V_ GT

Rapportnr: Antall sider: UTFØRT AV (navn/dato): SISTE REVISJON (navn/dato): 1 Stein W. Bergli Stein W. Bergli

Vern mot dårlig kvalitet

Må man forvente avbrudd ved overgang til separatdrift?

E-sirkulære Ombygging av HK22 anlegg i forbindelsen med ny HK23 INFORMASJON OG EVENTUELT TILTAK:

Fakultet for teknologi. Institutt for elektrofag og fornybar energi. Emne: Kontrollanlegg og PLS TELE3006-A 15H

Oppgradering av strømnettet fra Veland til Hjelmeland. Dato: Lyse Elnett AS

Beregning av vern og kabeltverrsnitt

Melding om installasjonsarbeid

EGM-100A SERVOMOTOR. Vær oppmerksom!

Definisjoner. Vedlegg 1

AVDELING FOR TEKNOLOGI. Emne: Elektriske forsyningsanlegg TELE3005-A Kraftnett ØVING 2

TEKNISKE KRAV. Produksjonsenheter(< 25kW) med inverter tilknyttet lavspent distribusjonsnett. Mal utarbeidet av: REN/Lyse Elnett

Havari ved Frogner Transformatorstasjon den 25. og og etablering av tiltak. Gunnar Svendsen

Smarte hus krever smarte nett

Leverandørseminar HK, Nettdivisjonen. Mosjøen 1. oktober HelgelandsKraft en aktiv verdiskaper for regionen.

Elektrisk k dimensjonering og

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Jordfeil. Agenda/læringsmål

Din sikkerhet, ditt ansvar

Beregning av anleggsbidrag

Gode og dårlige fremgangsmåter for problemløsning/kundehåndtering

Brytning av små induktive strømmer

KILE Problematikk FASIT dagene Jørn Schaug-Pettersen, Statnett Avd. for vern og feilanalyse.

Nettundersøkelse i forbindelse med tilknytning av Ritaelva Kraftverk og Sveingard Kraftverk i Tromsø kommune.

REN blad 4021 LS Nett Måling. Krav til overvåkning av nettstasjon ved bruk av AMS 1. Sammendrag

Grønn strøm. Strøm med opphavsgaranti Strøm fra fornybare energikilder

Løsningsforslag til ukeoppgave 10

Tekniske krav - Plusskunde

Innholdsfortegnelse. 1 Hensikt og omfang. 2 Instruksansvarlig

AMS EN LØSNING PÅ EFFEKTPROBLEMENE I FORDELINGSNETTET? SET/NEF-konferansen Oktober Stig Simonsen, Skagerak Nett

Farer ved strøm og spenning

Strømsituasjonen kommende vinter

FEILSTRØMMER OG KORTSLUTNINGSVERN I NETT MED DISTRIBUERT PRODUKSJON. Forfatter: Jorun I. Marvik, stipendiat ved NTNU

BRUK AV FORDELINGSTRANSFORMATOR MED AUTOMA- TISK TRINNKOBLER

Har norske lavspenningskunder for høye spenninger? Fra Teknisk Rapport på Spenningskvalitet i svake lavspenningsnett

El-branner de samme årsakene i dag som i 1985?

Byutvikling og elektromagnetiske felt - et dilemma?

Eksempler på eksisterende SmartGrid teknologi og deres evne til å løse utfordringene AMS. Klaus Livik. Nettkonferansen og 2.

MELDING OM INSTALLASJONSARBEID HURUM ENERGIVERK AS. Retningslinjer

Neste generasjons energiselskap

Småkraftverks evne til å takle nettfeil

Nordkrafts regionalnettstariff for 2000 og vedtak

Anleggsbidrag - forenklinger?

Konsernpresentasjon. 29. Januar På vei mot framtidens strømnett på Sør-Jæren Melding Vagle-Opstad

Veglys 2013 Rv 2 Flissundet, Nordre Nor, Lierkrysset. - D2-1 Tegningsgrunnlag

Brukermøte spenningskvalitet

Veiledning for rapportering av tekniske data for nettanlegg til NVE Seksjon for økonomisk regulering Norges- vassdrag og energidirektorat

Vår identitet og våre verdier en tydelig føring for TrønderEnergi sin strategiske retning og mening

Dokumentasjon for anlegget

Jernbaneverket BANESTRØMFORSYNING Kap.: 12 Hovedkontoret Regler for prosjektering Utgitt:

UTFORDRINGER I FORBINDELSE MED TILKNYTNING AV PRODUKSJON I DISTRIBUSJONSNETTET. av Astrid Petterteig, SINTEF Energiforskning AS

Håndbok om. undersøkelser. Liv Oddrun Voll Gard Ove Sørvik Suzanna Loper

Snart får du automatisk strømmåler! Fordeler for både deg og samfunnet

Snart får du automatisk strømmåler! Fordeler for både deg og samfunnet

(tel ) Antall sider: 5 Antall vedleggssider: 10. Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig

REN blad 3003 VER 1.1 / 2011 Prosessoversikt for innmatingskundens nettilknytning

ET SKRIV OM NETTKAPASITET I 22KV NETTET ULVIG KIÆR OG TRONES KRAFTVERKSPROSJEKTER I NAMSSKOGAN

TVIST MELLOM RINGERIKS-KRAFT AS OG BUSKERUD NETT AS

Elbilladning Muligheter og utfordringer

Tekniske funksjonskrav for lavspent tilknytning av PV-anlegg

Forstudie. Nettundersøkelse: Tilknytning av Tverrdalselva småkraftverk i Storfjord kommune, søkt av BEKK OG STRØM AS Troms Kraft Nett AS

Elektrolaboratoriet. Spenningsdeling og strømdeling

Svar på klage på tariffering i Trollheim - enkeltvedtak

Leveringskvalitet: utfordringer for og med småkraftverk

ELEKTRISITET. - Sammenhengen mellom spenning, strøm og resistans. Lene Dypvik NN Øyvind Nilsen. Naturfag 1 Høgskolen i Bodø

Bråteveien_GS_veg_400V

Håndtering av spenningsproblem i praksis interessante eksempler

TFXP MR Flex. Fleksibel 90 C PEX-isolert installasjonskabel for innendørs og utendørs bruk.

AVDELING FOR TEKNOLOGI. Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A LØSNINGSFORSLAG ØVING 3

Energisystemet i Os Kommune

LØSNINGSFORSLAG ØVING 5

Ny 50 (132) kv kraftledning Veland-Hjelmeland samt ny Hjelmeland transformatorstasjon

Tilpasninger og særlige forhold. Vedlegg 4 NAVN PÅ DG

NOTAT Mørkedøla pumpe planendringssøknad

Løsningsforslag til prøve i fysikk

Manual til laboratorieøvelse. Solceller. Foto: Túrelio, Wikimedia Commons. Versjon

Tariffering av reaktiv effekt

Norges vassdragsog energidirektorat

Brynsalléen 4, 0667 Oslo TEL: Fax:

Drift og installasjons veiledning MT10 Styring for 4" pumper

STRØMFORSYNINGSSYSTEMER...

Regionalnettene i Norge. Jon Eilif Trohjell, Agder Energi Nett AS

Nøkkelord: TFXP MR Flex 90 C

Transkript:

SKAL STRØMMEN FREM DA MÅ MAN BYGGE FLERE DOBBELTLINJER Av Oddvar Tesaker, Rejlers Consulting AS Sammendrag I utlandet ser vi ofte dobbelt-linjer i distribusjonsnettet, noe som ikke er vanlig i Norge. I de norske regionalnettene benyttes dobbeltlinjer mye. Kan ensidige bygging av enkle distribusjonslinjer i Norge vært et feilgrep over mange 10-år? Hadde man i stedet bygd flere dobbeltlinjer, ville da mange av dagens problemer ikke eksistert? Mange norske dalfører forsynes fortsatt ensidig via 3 fasetråder. En rimelig og i sin tid akseptabel løsning. Men helt uakseptabelt i dagens moderne samfunn, som er svært sårbart for strømbrudd. En feil i begynnelsen av et dalføre får ofte store konsekvenser, se Figur 1 nedenfor. I de senere år har bygging av småkraftverk gitt oss ytterligere utfordringer: Kraftverkene - som ofte ligger fjernt fra trafostasjonene kan gi store spenningsvariasjoner ved start og stopp. Vil mere bruk av dobbeltlinje også løse dette problemet ved at kraftverkene og nettbrukerne benytter hvert sitt ledningssett? 1. INNLEDNING Mange norske dalfører forsynes ensidig/radialt via kun 3, ofte relativt tynne fasetråder, bygd for over 80 år siden og etter den tids krav: Rimeligst mulig strøm frem til ytterste gårdsbruk, og hvor «utetiden» var underordnet i forhold til målsettingen: elektrifisere landet. I sin tid en akseptabel og grei løsning når lyspærer og komfyrene stort sett representerte lasten. Men helt uakseptabel i dagens samfunn med TV og datamaskiner i hvert hus, butikker og bensinstasjoner, bankterminaler, frysebokser, melkemaskiner, hønserier helt avhengig av viftekjøling, osv., osv. Vi har eksempler i dag på at en industribedrift i Agder tapte et betydelig beløp på grunn av en strømstans: 4/12-2012 mistet en mellomstor industribedrift øst i Agder strømmen i ca. 15 minutter, uttaket før strømbruddet var ca. 6 MW. Bedriftens elektrosjef forteller at grunnet uheldige omstendigheter førte strømstansen til en produksjonsavbrudds-kostnad i størrelsesorden kr 100 93

000,-. Årsaken var at bedriftens automatiserte prosesser stoppet opp, og den etterfølgende manuelle oppstartprosedyren var tidkrevende og komplisert. Tallene gir en KILE-kostnad på kr 100 000/6 000 * 60/15 = kr 67,- pr ikke levert kwh. Figur 1: Distriktet forsynes en-sidig via enkeltlinje. Grantre-toppen treffer høyspenttrådene og mørklegger området. Flere mener at hadde man benyttet isolert BLL-tråd hadde det ikke blitt strømbrudd. Problemet er økende, ikke minst at man i den senere tid har man satt inn høyfølsomme jordfeilreleer som på sekunder kobler ut også ved svake linjefeil. Tidligere hvor det var lite kabling og dermed liten jordfeilstrøm, aksepterte vi noen minutters drift med jordfeil for at man kunne prøveinnkoble, stedfeste feil-stedet, eventuelt også «brenne ut feilen». Nye krav satte stopper for denne praksisen. Noen e-verk prøvde derfor for ca. 20 år siden ut den fransk-utviklede shuntbryteren som tillot drift en begrenset tid ved jordfeil på en avgang, men systemet slo aldri an i Norge. Så i dag driftes hele landet likt: Effektbryteren faller umiddelbart - også ved svake jordfeil og mørklegger bebyggelsen. I de senere år har innfasing av småkraftverk gitt nettselskapene ytterligere utfordringer, kanskje ikke primært overført strøm-mengde, men en redusert spenningskvaliteten/store spenningsvariasjonene i fordelingsnettet. 94

2. HVORFOR BYGGER ANDRE LAND DOBBELTLINJER? I utlandet ser vi det benyttes dobbeltlinjer i distribusjonsnettets hovedlinjer. De 2 fotoene i Figur 2 er tatt høsten 2013 på motorveien i Alicante-området i Spania. Figur 2: 22 kv hovedfordelingslinje langs motorveien nord for Alicante, Spania. På det øverste bildet ser man avgrening fra det ene ledningssettet til en kiosk som forsyner et tettsted. Mil etter mil kan man se at denne løsningen. Da jeg senere diskuterte dette med en kollega, opplyste han at slike dobbel-linje-løsninger benyttes i stor grad i hele Europa. Her følger noen argumenter for større bruk av dobbeltlinjer i fordelingsnettet: 2.1 Bedre forbikoblings-mulighet ved dobbeltlinje En dobbeltlinje må kunne sammenlignes med en bred flere-felts vei i forhold til en smal bygdevei uten midtstripe. Trafikken på en 4-felts 95

veg kan i de fleste tilfeller passere om en kjørebane er sperret. Det samme kan sies om strømmen i en dobbeltlinje. Som på en 4-felts vei vil man i en dobbeltlinje ved hjelp av brytere, kunne eliminere «utetiden» betydelig ved at strømmen «omdirigeres og tråkler» seg forbi «sperrede» seksjoner med feil. 2.2 Egen produksjonslinje gir stabil og upåvirket nettspenning I en dobbeltlinje kan det ene linjesettet reserveres produksjonsenhetene, hvor man aksepterer betydelig større spenningsvariasjoner. Avgangens «gamle» abonnenter tilkobles det andre linjesettet, som får jevn og god spenning året gjennom. I de tilfeller hvor det virker urimelig å legge alle kraftverkets tilknytningskostnader på nettselskapet, kan bygging av dobbeltlinjer lettere gi en riktigere kostnadsdeling 2.3 Større overføringsevne med 2 små enn 1 grovt tverrsnitt Overføringsevnen begrenses av lederens temperatur. Bedre avkjøling gjør at flere tynnere tråder overfører mere strøm enn en tykk tråd med samme tverrsnitt. Tallene under er hentet fra aktuelle leverandørkataloger. Max tillat strøm på linje: 185 blank AL-line 580 A 2 // 95 blank AL-line 770 A Max tillat strøm på BLL-linje: 195mm2 BLL 290 A 2 // 62 BLL 310 A 2.4 Halverte linjereaktanser i dobbeltlinjer gir mindre spenningsfall I parallellkoblede linjer kan linjereaktansen halveres, i motsetning til i en enkeltlinje hvor reaktansen er den samme uansett hvor tykk tråd man velger. Dette gir et lavere spenningsfall og dermed større overføringsevne, riktignok noe avhengig av laststrømmens cos phi. 96

Impedansberegning. Alt 1: Alt 2 : 20 km enkellinje 3 x 185 AL R = 20 *1.73 * 0,15 = X = 20 * 1,73 * 0,4 = Z = ROT(5,2*5,2 +13,8 *13,8) = 20 km dobbellinje 2 // 3 x 95 AL R = 20 *1.73 * 0,15 = X = 20 * 1,73 * 0,4/2= Z = ROT(5,2 x 5,2 + 6,9 x 6,9) 5,2 ohm 13,8 ohm. 14,6 ohm 5,2 ohm 6,9 ohm. 8,4 ohm Forskjellen er betydelig. 2.5 Dobbeltlinje letter reparasjonsarbeidet Det er betydelig lettere å utføre reparasjoner, feilutbedring på en dobbeltlinje, da man kan reparere/arbeide på det ene systemet mens det er spenning på det andre. Reparasjonen kan i noen tilfelle utsettes til første hverdag slik at arbeidet kan gjøres i full dagslys. 3. EKSEMPEL PÅ EN DOBBELTLINJE Dagens gamle luftlinje i eksemplet i Figur 3 er bygd med blank 50 mm2 CU. 2 nye kraftstasjoner på henholdsvis 4 og 0,5 MW planlegges bygd og tilkoblet linjen. Tabell 1 under viser strømmer, spenningsfall, linjetap ved ulike løsninger. AVGR. 5 km G Tesåkfos G Nulans- 22 kv linjer 6 4000 kw foss X= 0,4 ohm/km Skap Skap d inn Skap 5 km 500 kw SEK 1B SEK 2B SEK 3B inn TRAFO STASJ. 10 km c b 10 km c b 10 km b c AVGR. 7 Effbr. SEK 1A a SEK 2A a SEK 3A a SEK 4A m/vern Lastbr. 10 km Frøytlan 1200 kw ut Tesåk 900 kw ut Nulan 600 kw ut Mydlan 300 kw ut EKSEMPEL PÅ AVGANG MED INNMATING OG DOBBELTLINJE Figur 3: Dobbeltlinje med nett-uttak og kraftverks-innmating 97

Tabell 1: Strømmer, spenningsfall, tap ved ulike linjeløsninger ALTERNATIV EN- HET SEK. 1 TRAFOST. FRØYT SEK. 2 FRØYT- TESÅK SEK.3 TESÅK NULA SEK4 NUL- MYD AV- GRTE- SÅK 4 MW AV- GRN- FOS 0,5MW 1 DAGENS LINJE 3x 50CU 17 kw tap Strøm 100 A 60 30 10 0 0 Spfall 2 % 3,3 3,9 4 - - ref 230 225 V 222 221 221 - - 2 DAGENS M/KRAFTV. 81 kw tap Strøm -50 A -90 13 9-130 -17 Spfall -1,5 % -4-3,7-3,5-5,7-4 ref 230 233 V 239 238 238 243 239 3 OMBYGD TIL 3X159 M/KRAFTV. 65 kw tap Strøm -100 A -90 13 10-130 -17 Spfall -0,8 % -2,1-2 -1,8-3 -2,2 ref 230 232 V 235 235 234 237 235 4.1 OMBYGD 2 x 3 x 95 NETT.SIDEN 14 kw tap Strøm 50 A 60 30 +10 Spfall 1,9 % 3 3,5 3,7 - - ref 230 226 V 223 222 221 - - 4.2 OMBYGD 2 x 3 x 95 PROD.SIDEN 101 kw tap Strøm -150 A -150-17 -130-17 Spfall -4,6 % -9,1-9,6-11 -10 ref 220 230 V 240 241 244 242 Kommentarer til Tabell 1: 3.1 Dagens linje for svak for de nye kraftverkene Tilkobles de nye kraftverkene dagens linje (se kolonne 1 og 2) vil spenningen variere fra -3,5 til + 4% = 7,5 % = 17 V. Ikke akseptabelt, typisk krav er < 4% = 9V. 98

3.2 Linjen ombygges til 1 x 3 x 159 BLL (Se kolonne 3.) Kravet på max 4% spenningsfall ved start og stopp av kraftverkene etterkommes så vidt. 3.3 Linjen ombygges til 2 x 3 x 159 BLL Kraftverkene og nettkundene på hver sitt ledningssett. God løsningen spesielt for nettkundene som ikke vil merke start og stopp av kraftverkene året gjennom. Men samlede tap er nødvendigvis noe større. 3.4 Automatisk seksjonering/omkobling ved linjefeil på en seksjon Bryterne (se Figur 4) tenkes styrt automatisk, i tråd med «Smart- Nett»-ideen: Et automatisk seksjoneringssystem basert på lokalt plassert logikk (programmerbar PLS), vil i løpet av minutter kunne lokalisere, forbikoble feilstedet, og spenningssette avgangens feilfrie seksjoner lengre ute. Lignende systemer basert på tid-måling av avgangens GIK-koblinger, har fungert driftssikker i Sør-Norge i flere ti-år. I noen tilfeller supplert med et enkelt GPRS-basert fjernkontroll-system. PLS SEK 1B c b SEK 2B SEK 1A a SEK 2A DOBBET-LINJE MED 3 PLS-STYRTE LAST- BRYTERE FOR AUTOMATSK SEKSJO- NERING VED FEIL PÅ EN AV LINJENE Figur 4: Dobbeltlinje med brytere for automatisk seksjonering Figur 4 viser et 3-bryteranlegg tenkt plassert i hovedlinjen med ca. 10 km avstand. Bryter c er åpen, a og b inne. Oppstår en feil på seksjon 2A vil vernet løse ut stasjonsbryteren og deretter gjeninnkople. Ved fortsatt feil og korrekt ute-tid, vil bryter a legges ut automatisk i den spenningsløse perioden, deretter legge inn c-bryteren inn slik at hele «trafikken» dirigeres over på seksjon 2B. 99

Tilsvarende bryteranlegg lenger ute i linjen vil på samme måte, automatisk kunne tilbake-dirigere «trafikken» til begge dobbeltlinjene. Avgreningsbrytere til et minikraftverk vil også lett kunne implementeres i løsningen. 4. KONKLUSJON/OPPSUMMERING Ensidige bygging av enkeltlinjer kan ha vært et feilgrep over mange 10-år. Hadde man i stedet bygd flere dobbeltlinjer ville kanskje mange av dagens problemer ikke eksistert? Spesielt interessant synes dobbeltlinjen å være i avgangens hovedtrasé hvor ringmating mangler, og der hvor det i dag er eller vil komme kraftverk. Ved alle større nettforsterkninger, -nyanlegg bør alternativet dobbeltlinje utredes. 100