---В
-О --О
Toiminta-' nopeus
b)
г
I
* 80% pituudesta AB
•*- 130% pituudesta AB
JK:n jälkeen Ennen JK:ta
► Etäisyys
*
Toiminta-^
nopeus
Etäisyys
C)
Kuva 39. Distanssisuojan ajoituskaavio: a) osa siirtoverkkoa b) yliulottuman poisto c) ulottuman pidennys. (Ungrad, Winkler & Wiszniewski, 151).
5.6.2 Laukaisusignaali kommunikaatiokanavaa pitkin
Yliulottamista parempi tapa on siirtolinjan päiden välillä olevaa kommunikaatiokanavaa hyödyntämällä lähettää nopean portaan toiminnasta laukaisukäsky linjan toiseen päähän (GEC Measurements 1983, 245). Kommunikaatiolla varmistetaan nopea ja samanaikainen laukaisu linjan molemmissa päissä.
6. ERITYISKYSYMYKSIÄ JA ERILAISIA TOTEUTUSTAPOJA
Tässä kappaleessa pureudutaan joihinkin erityiskysymyksiin ja hieman syvemmin eräisiin jälleenkytkentäautomatiikan käytännön toteutuksiin. Liitteessä 1 on lisäksi esitetty joidenkin jälleenkytkentäreleiden ominaisuuksia.
6.1 Jälleen kytkennän toiminta-ajoista
Tärkeimmät jälleenkytkentöjen toiminta-aikoihin liittyvät kysymykset ovat:
- Kuinka nopeasti katkaisija ohjataan auki?
- Kuinka pitkä jälleenkytkennän (jännitteetön) aika on?
- Kuinka nopeasti JK-automatiikka palautuu?
Varsinkin laukaisunopeus (kuinka nopeasti katkaisija ohjataan auki) on tärkeä kysymys koordinoitaessa peräkkäin olevia suojia. Sähköasemalta kuluttajalle etenevässä sähkön jakelun ketjussa on paitsi sähköaseman suojareleet myös mahdolliset johtolähdöllä olevat suojauslaitteet, linjan puoleiset suuijännitesulakkeet ja jakelumuuntajan jälkeiset sulakkeet. Vaikka aihepiiri (suojauskoordinaatio) on suojausteknisesti hyvin tärkeä, se ei kuulu JК-automatiikalle ja siksi sitä ei tässä työssä käsitellä enempää. Sen sijaan jännitteetöntä aikaa ja palautumisaikaa tarkastellaan seuraavaksi lähemmin.
6.1.1 Jälleenkytkennän aika
Jännitteettömän väliajan kuluessa tulee tiettyjen edellytysten ehtiä täyttyä:
- Suojareleistyksen tulee ehtiä palautua. Elektromekaanisisissa käänteis- aikareleissä (I.D.M.T.) palautumisaika voi olla jopa 10 sekuntia.
- Vikapaikassa valokaarikanavan tulee ehtiä de-ionisoitua. Liian nopeasti
tehty jälleenkytkentä voi johtaa uuteen läpilyöntiin vikapaikassa.- Katkaisijan tulee ehtiä palautua auki ohjauksesta ja asettua kiinniohjausta varten. Oman aikansa vaativat esimerkiksi katkaisijan jousen virittymi
nen tai öljykatkaisijan katkaisukammion öljytilavuuden palautuminen valokaaren katkaisun aiheuttamasta muutoksesta.
- Verkossa mahdollisesti olevien automaattisesti toimivien erotin laitteiden (sectionalizer, taukoerottimet tms.) tulee ehtiä toimia.
- Kriittisten kuormien, jotka ei kestä nopeaa kiinniohjausta, pitää ehtiä laueta pois.
- Hajautetun voimantuotannon generaattorien tulee ehtiä laueta pois.
Liian lyhyt jännitteetön väliaika voi olla haitallista joillekin kuormille ja johtaa hallitsemattomaan tai haitalliseen uudelleenkäynnistymiseen. Hivenen erilaisena ja ehkä hauskempana esimerkkinä tässä käy lypsykoneet, missä JK:n aikana vetimet ehtivät (imun kadottua) pudota lehmien utareista ja jännitteiden palautuessa alkavat imemään maasta roskaa maidon sekaan.
Toisaalta, jos jännitteetön väliaika on pitkä, on siitä omat haittansa kuten verkon synkronoinnin ja/tai stabiilisuuden menetys, asiakkaalle aiheutetusta katkoksesta puhumattakaan.
Lähinnä pidemmillä väliajoilla on tavoitteena kuitenkin, että vika ajan kuluessa poistuisi itsestään (esimerkiksi linjalla oleva roska putoaa tai tuuli kuljettaa sen pois) ja/tai oikosulkuvirran lämmittämät johtimet ehtisivät jäähtyä riittävästi.
6.1.2 Palautumisaika
Jälleenkytkennän palautumisaika (reclaim time) on aika, jonka kuluttua katkaisijan edellisestä kiinniohjauksesta vian oletetaan joko poistuneen tai suojareleen toimineen uudelleen.
Palautumisajan tulee olla riittävän pitkä, niin että pysyvän vian tapauksessa JK- automatiikka ei ehdi palautua suojareleistyksen toimintahidastuksen aikana. Varsinkin käänteisaikareleillä suojareleen toiminta-aika saattaa pienillä virroilla muodostua pitkäksi.
Suomen oloissa 10 sekunnin palautumisaika on hyvin yleinen. Pienemmillä 5 sekunnin palautumisajoilla on joskus tullut esiin ongelmia. Esimerkiksi eristimessä olevaan halkeamaan kerääntynyt kosteus on aiheuttanut suojauksen toiminnan ja jälleen
kytkennän. Vikavirta höyrystää kosteuden pois, mutta sadesäällä vika uusiutuu nopeasti, muutamissa sekunneissa. Pidempi palautumisaika on tällaisissa tapauksissa paikallaan, sillä liian lyhyt aika johtaa toistuviin jälleenkytkentöihin, mikä ei ole tarkoituksen mukaista sillä vikahan on luonteeltaan korjausta vaativa.
Pitkää palautumisaikaa tarvitaan myös silloin, kun samalla johdolla on peräkkäin kaksi (tai useampi) jälleenkytkentäkelpoinen laite. Silloin sähköasemalla palautumisajan tulee olla pidempi kuin pisin johdolla olevan automatiikan jälleenkytkennän jännitteetön väliaika.
Palautumisaika ei saisi olla liian pitkä. Ukkosmyrskyssä salamoinnista aiheutuvat viat (valokaari kipinävälissä) ovat hetkellisiä ja PJK on paras tapa hoitaa tilanne. Mikäli seuraava vika kuitenkin syntyy ennenkuin JK-automatiikka on ehtinyt palautua PJK:stä joudutaan AJK:lle, ja seuraavaksi jopa lopullinen laukaisu on mahdollinen. Palautumis
aika voisikin olla yksi sellainen parametri, mitä automaatiojärjestelmän kautta tilannekohtaisesti muuteltaisiin.
Joillain Televalmistajien jälleenkytkentäreleissä on mahdollista keskeyttää (jäädyttää) palautumisaika, jos jokin suojausporras on havahtuneena. Palautumisaika lähtee alusta uudestaan käyntiin, kun kaikki suojausportaat ovat palautuneet. Menetelmän etuna, lähinnä käänteisaikaisten suojauksien yhteydessä on, että palautumisajan asettelussa ei tarvitse välittää suojan laukaisuajasta.
Palautumisajan asettelemisen ongelmaan liittyy läheisesti joissain JK-releissä oleva kumulatiivisten toimintojen laskuri (cumulative operation counter, frequency operation counter). Laskuri askeltaa ylöspäin jokaisesta suoritetusta jälleenkytkennästä, ja alaspäin aseteltavalla vakionopeudella. Jos laskuri ylittää asetetun raja-arvon estetään jälleenkytkennät.
6.2 Jälleenkytkennän esto alijännitteestä
Sähkön jakelu- ja siirtojärjestelmien luotettavuutta ja käytettävyyttä pyritään kaiken aikaa parantamaan muun muassa lyhentämällä sähkökatkojen aikoja. Amerikkalaisessa DPU2000R releessä on tätä tarkoitusta varten alijänniteporras, minkä tehtävänä on pidentää jälleenkytkennän aikaa (ANSl-koodi 79V, voltage block).
Alijänniteportaan aktivoituminen ei lukitse tai keskeytä jälleenkytkentää vaan
“jäädyttää” tilanteen. Jälleenkytkennän jännitteettömän väliajan aikapiiri pääsee käymään vasta, kun alijänniteporras on palautunut, toisin sanoen jännitteetön väliaika käytännössä lähtee käyntiin vasta kun jännite on palautunut normaaliksi.
Alijänniteportaassa on itse alijänniteasettelun lisäksi ajastus 4 sekunnista 240
minuuttiin. Jos jännite ei palaudu asetellun ajan kuluessa, tulkitaan katko liian pitkäksi ja jälleenkytkennät lukitaan. (ABB Inc 2002, 1-43.)
6.3 Yksinapaiset jälleenkytkennät
Yksinapaisissa jälleenkytkennöissä pitää huomioida niin sanotun kehittyvän vian mahdollisuus. Tällä tarkoitetaan tilannetta, missä maasulusta aloitetun yksinapaisen jälleenkytkennän aikana vika muuttuu (kehittyy, evolving) kaksi tai kolminapaiseksi.
Suojauksen pitää huomata tilanne ja tehdä toinen laukaisu, nyt kolmivaiheisena. Eri relevalmistajilla on erilaisia ratkaisuja siihen, miten jälleenkytkentöjä tästä jatketaan:
- Askelletaan sekvenssissä seuraavaan jälleenkytkentään tai lukitukseen (ABB Inc 2002, 1-41). Esimerkiksi menossa oleva yksinapainen PJ K voidaan muuttaa kesken kaiken kolminapaiseksi AJK:ksi.
- Yksinapainen PJ K muutetaan kolminapaiseksi PJK:ksi, jonka jännitteetön väliaika alkaa alusta (ABB Automation 2002).
- Tehdään kolmivaiheinen laukaisu, ja lukitaan jälleenkytkennät.
Aiemmin on jo esitetty, että yksinapaisen JK:n epäonnistuessa tehdään joko yksi
napainen laukaisu, jolloin kaksi vaihetta jää käyttöön tai kolminapainen laukaisu.
Joissain releissä löytyy myös erityinen napojen eriasentoisuuden (pole disagreement) tarkistus. Jos jokin napa on auki ja jokin toinen kiinni annetaan tästä asettellun ajan kuluttua hälytys tai kolminapainen laukaisu. (GE Power Management n.d., 7).
6.4 Jälleen kytken täohjelmat siirtoverkossa
Siirtoverkkojen jälleenkytkentäreleistä on löydettävissä erilaisia valmiiksi ohjelmoituja jälleenkytkentäohjelmia (reclosing programs).
GE:n DRS-releestä löytyy seitsemän valinnaista ohjelmaa (ks. Liite 5):
- yksinapainen PJ K —» lukitus (lockout) - kolminapainen PJ K —> lukitus
-
yksinapainen
PJ K —>kolminapainen
AJK —»lukitus
- kolminapainen PJ K —> kolminapainen AJK —> lukitus- vikatyypin mukaan joko yksi- tai kolminapainen PJ K —» lukitus
- vikatyypin mukaan joko yksi- tai kolminapainen PJ K -> kolminapainen AJK —» lukitus
- vikatyypin mukaan joko yksinapainen PJK —> kolminapainen AJK. —>
lukitus tai kolminapainen PJK —> lukitus.
Näistä ensimmäisessä ja kolmannessa kolmivaihevian tapauksessa tehdään välitön lukitus. Toisessa ja neljännessä ohjelmassa tehdään aina kolminapainen toiminto, kun
taas lopuissa vikatyyppi (yksi tai useampivaiheinen vika) vaikuttaa sekvenssin etenemiseen enemmän. (GE Power Management n.d., 45).ABB:n siirtoverkoille suunnitellusta JK-automatiikassa on kuusi valinnaista ohjelmaa (ks. liite 5):
- kolminapainen PJK —> kolminapaiset AJK:t (1-5 kpl) —> lukitus
- vikatyypin mukaan 1,2 tai 3-napainen PJK —» 3-napaiset AJK:t —> lukitus - vikatyypin mukaan 1 tai 2-napainen PJK —» 3-napaiset AJK:t —> lukitus,
tai 3-napaisella vialla välitön lukitus
-
vikatyypin mukaan 1-napainen
PJK —»3-napaiset AJK:t
-4lukitus, tai
2-napainen PJK -> lukitus, tai 3-napaisella vialla välitön lukitus
- vikatyypin mukaan 1 tai 2-napainen PJK —> 3-napaiset AJK:t —> lukitus,
tai 3-napainen PJK —> lukitus- vikatyypin mukaan 1-napainen PJK —» 3-napaiset AJK:t —> lukitus, tai 2 tai 3-napainen PJK —■» lukitus. (ABB Automation 2002).
Kummassakin edellä esitetyssä JK-automatiikassa vain ensimmäinen JK voi olla yksi- tai kaksinapainen. Jos vika ei poistu PJK:lla, jatketaan sekvenssiä aina kolminapaisesti.
Kolminapaisen laukaisun saamiseksi aikaan kerrotaan kummassakin automatiikassa erillisellä signaalilla suojaukselle, sallitaanko vajaanapainen laukaisu, vai pitääkö laukaisun olla kolminapainen.
Vaikka vain PJK sallitaan vajaanapaisena, nähdään edellä esitetyistä ohjelmista, että
vikatyyppi voi siitä huolimatta vaikuttaa sekvenssin etenemiseen. Sekvenssiä
esimerkiksi jatketaan vain, jos vika pysyy yksinapaisena, kun taas vian muuttuminen kolminapaiseksi saattaa aiheuttaa välittömän lukituksen.6.5 Rekisteröintitoiminnot
On hyvin luonnollista, että jälleenkytkentäautomatiikan, aivan kuin minkä tahansa muun laitteen tai järjestelmän toimintaa halutaan seurata. Jälleenkytkentöjä on perinteisesti seurattu mekaanisilla, tai muuten muistinsa säilyttävillä laskureilla joista näkyy tehtyjen jälleenkytkentäyritysten lukumäärä. Jokainen jälleenkytkentä (PJK. ja AJK) on laskettu erikseen.
Näitä laskureita seurataan yleensä pitkällä aikavälillä ja ne voivat antaa hyvinkin
arvokasta tietoa. Jos laskureista esimerkiksi nähdään, että valtaosa PJKrstä on jatkunut AJK:ksi voidaan epäillä jälleenkytkentöjen ja/tai releistyksen asettelujen olevan virheellisiä. Kehittyneemmässä ratkaisussa kyetään rekisteröinneistä näkemään myös minkä tyyppisistä vioista (maasulku, oikosulku, jne.) jälleenkytkennät on tehty.Laskureita, jotka laskevat suoritettujen jälleenkytkentöjen määriä käytetään myös hälytyksien muodostamiseen. Käyttäjä voi saada esimerkiksi hälytyksen, kun tietty kumulatiivinen jälleenkytkentämäärä on täyttynyt, tai jos jossain annetussa ajassa on tehty liian monta jälleenkytkentäyritystä. Joissain tapauksissa tällaista tietoa voidaan myös käyttää estämään jälleenkytkennät.
6.6 Katkaisijan pumppaamisen estäminen
Joissain (solenoidi -toimintaisissa) katkaisijoissa täytyy mekanismin lukitsemiseksi täysin kiinni-asentoon pitää ohjauspulssia aktiivisena vielä lyhyen hetken pääkoskettimien jo sulkeuduttua (GEC Measurements 1983, 249). Yleensä tähän ei kuitenkaan ole tarvetta.
Jälleenkytkentäreleen ohjatessa katkaisijan kiinni on pysyvän vian tapauksessa olemassa vaara, että kiinniohjaus(-pulssi) on yhä aktiivinen silloin kun suojareleistys aktivoituu jo uudelleen ohjaamaan katkaisijaa auki. Tämä voi johtaa katkaisijan pumppaamiseen auki-kiinni-auki-.. jne. kunnes kiinniohjauspulssi loppuu.
Siksi joko katkaisija tai JK-rele tulee varustaa automatiikalla, joka estää edellä mainitun tilanteen. Kiinniohjauspulssi voidaan esimerkiksi lopettaa heti, kun katkaisijalta saadaan asentotieto ‘kiinni’ tai jos havaitaan suojauksen toimivan uudestaan.
6.7 Künniohjaus käsin
Kun katkaisija ohjataan “käsin” kiinni (paikallisesti tai valvomosta automaatio
järjestelmän kautta), ja jos kiinniohjausta seuraa suojarelelaukaisu, on lähes täysin varmaa että vika on silloin pysyvä. Jälleenkytkennöistä ei olisi mitään hyötyä, ja siksi yleisesti jälleenkytkennän käynnistyminen välittömästi käsiohjauksen jälkeen estetään tavalla tai toisella. Yleensä jälleenkytkennät automaattisesti estetään tai lukitaan hetkeksi. Usein tämä tehdään erillisellä ajastimella (SOTF, Switch On To Fault), minkä käydessä (noin 1-2 sekuntia) jälleenkytkennän käynnistyminen on estetty.
6.8 JK:n onnistumisen tai epäonnistumisen määrittely
Yksittäinen jälleenkytkentäyritys katsotaan epäonnistuneeksi silloin, jos vika ei ole poistunut ja suojareleistys havahtuu ja laukaisee katkaisijan uudestaan auki. Vastaavasti JK-yritys voidaan määritellä onnistuneeksi, jos palautumisaikaan mennessä ei ole tullut uutta laukaisua.
Epäonnistuneeksi yritykseksi pitää laskea myös ne tilanteet, joissa künniohjaus epäonnistui esimerkiksi synkronisointiongelman, katkaisijan vian tai katkaisijan valmiustilan puuttumisen vuoksi.
Epäonnistumistietoa, jos sellainen on JK-automatiikasta saatavilla, on helppo käyttää muodostamaan hälytys: “katkaisija on auki, eikä JK-yritystä ole enää odotettavissa”.
Mutta silloin epäonnistumiseksi pitää määritellä myös katkaisijan laukaisu tilanteissa, joissa jälleenkytkentä on kokonaan pois käytössä tai lukittuna; muutenhan hälytys jäisi saamatta. Toisaalta katkaisijan ohjausta käsin (paikallisesti tai automaation kautta) ei saa koskaan tulkita epäonnistuneeksi JK:ksi.
7. TUTKIMUSONGELMAT JA TUTKIMUSTRATEGIA
Tämän työn tavoitteet pyritään saavuttamaan vastaamalla seuraavassa esitettäviin tutkimusongelmiin, joista kaksi ensimmäistä esitettiin jo työn alussa:
1. Mitkä ovat jälleenkytkennän peruskäsitteet ja -periaatteet, millaisissa tilanteissa jälleenkytkentöjä tehdään, mitkä ovat niiden vaikutukset sähköverkolle, verkon
komponenteille
ja sähkö
laatuun?2. Millaisia erilaisia jälleenkytkentäsekvenssejä yleisesti käytetään, ja miten suojareleiden ja jälleenkytkentöjen välinen koordinointi ratkaistaan?
Näihin kysymyksiin pyrittiin vastaamaan kirjallisuuskatsauksen avulla. Työn loppu
osassa on tarkoitus selvittää, millaisia jälleenkytkentöihin liittyviä käytäntöjä eri maissa on käytössä ja miten jälleenkytkentätoimintoja voitaisiin kehittää nykyisestä.
Jatkotutkimusongelmat ovat seuraavat:
3. Millaisia jälleenkytkentöjä ja jälleenkytkentäsekvenssejä eri maissa käytetään?
4. Miten jälleenkytkentätoimintoja voidaan kehittää vastaamaan paremmin nykyajan ja tulevaisuuden tarpeita.
5. Millainen olisi ‘täydellinen’ jälleenkytkentä-toiminnallisuus ja miten tällaista ominaisuusluetteloa voidaan hyödyntää käytännön jälleenkytkentäreleissä?
Erilaisia jälleenkytkentätapoja on lukuisia, ja näistä halutaan saada parempi kuva. Siksi kolmas tutkimuskysymys käsittelee eri maissa vallitsevia käytäntöjä.
Tämän työn tarkoituksena on kehittää nykyisten suojareleiden jälleenkytkentä
toimintoja. Työn, ja lähinnä kolmannen tutkimusongelman
kohdalla
ei silloin ole tarvetta pyrkiä tutkimuskohteen täydelliseen kuvaukseen ja kattavan tutkimukseen.Jälleenkytkennät ja niiden käyttö eri puolilla maailmaa pyritään selvittämään pikemmin kuvailevan tutkimuksen keinoin, niin että yksilölliset tiedot ja erikoisuudet eivät hukkuisi tiedon massaan.
Lopuissa kahdessa kysymyksessä pureudutaan releen jälleenkytkentätoimintojen kehittämiseen. Näissä kysymyksissä näkyy tämän työn perusoletus siitä, että sähkön jakelu- ja siirtoverkkojen jälleenkytkentätoiminnat ovat yhdistettävissä toiminnallisesti
samaan laitteeseen tai funktioon.
Neljännen tutkimusongelman käsittelyssä luontainen tapa lähteä liikkeelle on verrata erilaisia jälleenkytkentätarpeita ja toteutustapoja toisiinsa. Tämä kertoo, puuttuuko nykyisistä toteutuksista jotain. Voidaan olettaa, että silloin on kyse lähinnä uusista ja ennakoitavissa olevista tulevista tarpeista. Eri jälleenkytkentäreleissä käytettyjen menetelmien yhdistäminen ja synergiaetujen hakeminen on yksi tämän työn tavoitteista.
Toteutustapojen keskinäinen vertailu avaa näkymiä toteutustapojen siirrettävyydestä toiseen jälleenkytkentäfilosofiaan, ja menetelmien yhdistämiseen.
Viidennessä tutkimusongelmassa on kyse kaiken työssä opitun ja käsitellyn tiedon kokoaminen yhdeksi mielekkääksi ja hyödylliseksi JK-releen toimintojen ominaisuus- luetteloksi.
8. ERI MAISSA KÄYTETTÄVIÄ JÄLLEENKYTKENTÄTAPOJA
Kolmantena tutkimusongelmassa kysyttiin millaisia jälleenkytkentöjä ja jälleen- kytkentäsekvenssejä eri maissa käytetään? Tähän kysymykseen vastaamiseksi joudutaan kysymään myös, millaisia sähköverkkoja on käytössä ja miten niissä käytettävät komponentit vaikuttavat siihen, millainen jälleenkytkentäfilosofia on käytössä.
Kotimaan jakeluverkon osalta vastaus löytyy jo pelkästään työn tekijälle kertyneestä kokemuksesta. Kotimaan siirtoverkon osalta on voitu tukeutua näistä vastaavilta henkilöiltä saatuihin tietoihin. Muista maista tietoa löytyy jonkin verran lähde
kirjallisuudesta. Apuna on myös käytetty isojen sähköyhtiöiden esittämiä spesifikaatioita ja vaatimuksia.
Laajemman ja myös maantieteellisesti kattavamman kuvan saamiseksi tehtiin ABB:n eri maiden toimipisteisiin kohdistunut Intemet-pohjainen kysely (liite 2). Kyselyllä pyrittiin saamaan vastauksia eri maiden verkkorakenteesta, kipinävälien, venttiilisuojien ja suurjännitesulakkeiden käytöstä ja millainen on tyypillinen jälleenkytkentäsekvenssi.
Tällä kyselyllä oli muitakin, tähän työhön liittymättömiä tavoitteita ja siksi noin puolet kyselyssä esitetyistä kysymyksistä ovat tähän työhön liittymättömiä, eikä niiden tuloksia tarkastella.
Lähdekritiikin kuuluu olla olennainen osa kyselyn tulosten analyysia. Alasuutarin (2001, 95) mukaan eri lähteet tai niihin otettava näkökulma voidaan jakaa kahteen eri ryhmään: aineistoa voidaan pitää ja/tai tarkastella joko indikaattoreina tai todistuksina.
Alasuutarin mukaan indikaattorilla tosin tarkoitetaan tietoa, jota käytetään epäsuorana evidenssinä kysymyksestä, johon etsitään vastausta.
Missä määrin voidaan olettaa, että tässä kyselyssä saadut vastaukset ovat totuuden mukaisia ja kattavia? Jo kyselyn vastausprosentti jäi vaatimattomaksi, ja osa vastauksista on puutteellisia. Joissain vastauksissa on kiitettävästi kerrottu esimerkiksi mitä aluetta tai yhtiötä vastaus koskee, joissain tämä tieto taas puuttuu. Olisi siis varmaankin turvallista olettaa, että jostain maasta saatu yksittäinen vastaus on vain eräs, mutta ei välttämättä ainoa todellisuus. Näistä syistä johtuen kyselyn vastauksia kannattaa pitää enemmän indikaattoreina kuin eksakteina totuuksina. Toisaalta vastauksien määrän niukkuus saa aikaan sen, että yksilölliset erot eivät pääse hukkumaan massaan vaan ne ennemmin korostuvat.
Lähdekirjallisuudesta saatu tieto on esitetty tässä kappaleessa seuraavaksi, mutta kyselytutkimuksen tiedot esitetään liitteenä (liite 3). Joistain maista kysyttiin jälkeen
päin tietoja sähköpostitse (liite 4).
8.1 Suomi - jakeluverkko
Suomessa käytetään pääsääntöisesti vakioaikaisia suojareleitä, käänteisaikojen käyttö on erittäin vähäistä. Jälleenkytkennän käynnistyminen suojareleen havahtumisesta on yleistä, mutta paljon käytetään myös käynnistymistä laukaisusta sekä molempia sekaisin (samassa sekvenssissäkin).
Jälleenkytkentöjä tehdään yleensä kaksi. Ensimmäinen jälleenkytkentä (PJK) halutaan yleensä käynnistää mahdollisimman nopeasti suojausportaan havahtumisesta, vain pienen viiveen jälkeen (0,04-0,2 sekuntia). PJK:n aika on hyvin yleisesti 0,3 sekuntia ja sillä pyritään valokaaren sammumiseen ja ilman kunnolliseen de-ionisoitumiseen vikapaikassa. Aikajälleenkytkennän (AJK) käynnistykseen laitetaan enemmän viivettä, ja usein se käynnistetään vasta suojareleen laukaisusta. Tarkoituksena on yrittää
laukaisuajalla polttaa vika pois. AJK:n aika on usein 30-120 sekuntia.
Kun jälleenkytkennät on tehty, lukkiutuu JK-automatiikka ja perinteisemmillä releillä lopullisesta laukaisusta huolehtii suojarele. Tätä pidettiin huonona tapana, sillä AJK:n jälkeen ei ole enää syytä yrittää laukaisuajalla polttaa vikaa pois; siitä tuskin olisi apua.
Niinpä uudemmissa JK-automatiikoissa on lisänä vielä nopean lopullisen laukaisun mahdollisuus. Jos vika on pysyvä, ohjataan katkaisija auki pienen viiveen jälkeen jo suojareleen havahtumisesta, eikä laukaisusta.
Jälleenkytkennän palautuminen tapahtuu automaattisesti noin 10 sekunnin palautumis- viiveen jälkeen.
Oikosulkuvioissa on harvinaista tehdä kahta jälleenkytkentää. Yleensä jälleenkytkentöjä tehdään vain yksi (joko PJK tai AJK) tai ei yhtään. Moniin muihin maihin verrattuna kotimaisessa ratkaisussa on erona paitsi suojareleen havahtumistiedon käyttö, myös se, kuinka yhtä ja samaa suojausporrasta käytetään käynnistämään jälleenkytkennät läpi koko sekvenssi.
8.2 Suonien kantaverkko, Fingrid Oyj
PJK:ää käytetään 400 kV verkossa lähinnä stabiilisuuden ja 110 kV verkossa nopean käyttöpalautuksen takia. AJK korvaa käsin tehtävän käyttöpalautuksen. JK:t ovat pääsääntöisesti kolminapaisia paitsi 400 kV voimalaitosjohdoilla, joissa generaattorin akselirasituksen takia käytetään yksinapaista (1,0 sekunnin) PJK:ää ilman tahdissa- olotarkastusta. (Lindblad, Koivisto & Pottonen, 2002.)
Kaikilla 400 kV johdoilla on käytössä viestiyhteystoiminto, jonka ansioista johtoviat laukeavat viiveettä molemmista päistä. Jännitteen antavan pään PJK aika on 0,4 sekuntia ja vastaanottavassa päässä 0,6 sekuntia. Vastaanottavan pään kiinniohjaus sallitaan vasta, kun auki olevan katkaisijan molemmissa päissä on jännite, ja ne ovat tahdissa. (Lindblad et ai., 2002.)
110 kV johdoilla kumpikin pää voi antaa jännitteen johdolle, koska johdoilla on väliasemia. Tahdissaolon valvojaa käytetään vain voimalaitosjohdoilla, ja vain tarvittaessa. Johdon päiden välillä ei ole viestiyhteystoimintoja. Siksi PJK:n aika on molemmissa päissä 0,6 sekuntia, mikä riittää pitämään johdon samanaikaisesti jännitteettömänä hieman alle 0,2 s, vaikka jompikumpi johdon päistä laukeaisi vasta distanssireleen toisen vyöhykkeen 0,4 s ajalla. (Lindblad et ai., 2002.)
220 kV johdoilla JK:t toimivat samoin kuin 400 kV JK:t, jos käytössä on viestiyhteys ja tahdissaolon valvonta. Muuten JK:t ovat kuten 110 kV verkossa. (Lindblad et ai., 2002.)
8.3 Kanada ja Tunisia - jakeluverkko
Näissä maissa, ja yleisestikin on tapana käyttää useampia suojausportaita jälleen- kytkennän käynnistämiseen. Ensimmäinen porras on herkkä ja nopea. Se käynnistää ensimmäisen jälleenkytkennän, joka on sekunnin tai parin luokkaa. Tämän jälkeen, koko loppusekvenssin ajaksi ensimmäinen suojausporras lukitaan. (Hydro-Québec
1994; Lehesvuo 2002.)
Molemmissa maissa on käytössä sulakkeen säästö -metodi, missä sulakkeiden annetaan toimia vasta ensimmäisen JK:n jälkeen, ennen toista jälleenkytkentää. Toinen ja mahdollisesti kolmas jälleenkytkentä on usein 10 sekunnin luokkaa. Jälleenkytkentöjen palautumisaika on pitkä, noin minuutin kestävä viive. (Hydro-Québec 1994; Lehesvuo 2002.)
Näissä maissa toisen ja kolmannen jälleenkytkennän käynnistää siis eri suojausporras kuin ensimmäisen. Ensimmäinen on lukittu, ettei se nopeampana enää pääsisi vaikuttamaan ja silloin toinen suojausporras pääsee vapaasi toimimaan. Toinen porras on myös ensimmäistä epäherkempi. Silloin on mahdollista, että vikavirran amplitudi jää portaiden asettelujen väliin. Tätä varten pitää olla erityinen anti-pumppaus-toiminto.
(Hydro-Québec 1994; Lehesvuo 2002.).
8.4 USA - jakeluverkko
Alueilla missä on pieni salamoinnin esiintymistiheys, käytetään vain yhtä jälleen-
kytkentää koska jakeluyhtiöt olettavat että suurin osa heidän vioistaan on pysyviä.Salamoinnille “alttiilla” alueilla on yleistä käyttää jopa neljää jälleenkytkentää. (Dugan, McGranghan & Beaty 1996a, 58). Kuva 40 esittää yleisimmät käytetyt sekvenssit.
г FAST г DELAYES
TYPICAL RECLDSE» OPERATION
45 SEC 15 SEC
SUBSTATION BREAKER OPERATION
Kuva 40. Yleisimmät USA:n line-recloser ja sähköasemakatkaisijan JK-sekvenssit