Vianrajausautomaatiota on otettu käyttöön eripuolella maata rajallisin määrin.
Tommi Halkosaaren tekemässä diplomityössä [33] tutkailtiin muun muassa verkkoyh-tiöiden suhtautumista FLIR:iin ja nykyistä verkostoautomaation tasoa. Kyseinen työ tehtiin jakeluverkkoyhtiö Carunan toimeksiannosta. Työssä suoritettiin kyselytutki-mus verkkoyhtiöille FLIR:n hyödyntämisestä, johon vastasi 14 verkkoyhtiöitä, joista suurimmat olivat Caruna, Elenia ja Helen Sähköverkko. Vastaajista kuusi verkkoyh-tiötä ilmoitti FLIR:n olevan käytössä. Viisi yhverkkoyh-tiötä ilmoitti vianrajausautomaation olevan osittain käytössä tai suunnitteilla kunhan verkostoautomaation taso kasvaa.
Useat verkkoyhtiöt näkevät, että FLIR:stä saadaan hyötyä verkostoautomaation lisääntyessä. Kyselytutkimuksen mukaan yleisin FLIR:n toiminto on vianilmaisimien käyttö, vaikka tutkimuksessa siitä ei suoraan kysytty vaan vastaukset ilmenivät avoi-mista kysymyksistä. [33] Kyselytutkimuksen tuloksissa ja Netcontrollin artikkelissa nousee esille Nivos Energian FLIR-järjestelmän laaja hyödyntäminen. [61].
Mäntsälän alueella toimiva Nivos Energia Oy on käyttänyt vianrajausautomaa-tiota vuodesta 2015 positiivisin kokemuksin. Nivos on Nurmijärven Sähköverkon kaltainen keskikokoinen verkkoyhtiö. Taulukossa6Nivosta verrataan diplomityön toi-meksiantajaan eli Nurmijärven Sähköverkkoon. Taulukon tiedot ovat kerätty vuoden 2019 verkkoyhtiöiden teknisistä tunnusluvuista, jotka Energiavirasto julkaisee vuosit-tain. Taulukosta nähdään, että Nurmijärven Sähköverkko sekä Nivos Energia Oy ovat melko samankokoisia verkkoyhtiöitä niin rakenteellisesti kuin kulutuksellisesti. Huo-mattava ero kuitenkin löytyy KJ-verkon odottamattomien keskeytyksien pituudesta, jotka ovat painotettu vuosienergioilla. Kyseinen keskeytyksen pituus Nivoksella on noin 4 min 44 s, kun Nurmijärven Sähköverkolla keskeytyksen pituus on noin 13 min 5 s. Vikojen yhteismäärä on kuitenkin samalla tasolla vuonna 2019. Samanlaisia päätelmiä voidaan tehdä myös vuosien 2016, 2018 tunnusluvuista. Vuonna 2017 keskeytysaika oli samaa luokkaa kuin Nurmijärven Sähköverkolla, mutta tuolloin Nivoksella oli vuoden aikana 86 odottamatonta keskeytystä enemmän. Kun otetaan huomioon, että Nivoksella on käytössään FLIR, voidaan olettaa, että samanlaisia parannuksia on oletettavissa vianrajausautomaation käyttöönoton jälkeen Nurmijär-ven Sähköverkko Oy:ssä. Käyttöönotossa on monia odottamattomia seikkoja, joita ei välttämättä osaa ottaa huomioon. Työssä haastateltiin Nivos Palvelut Oy:n toi-mitusjohtajaa Jarno Virtasta vianrajausautomaation käyttöönoton kokemuksista.
Kyseinen haastattelu suoritettiin etäyhteyksiä hyödyntäen diplomityön tekemisen aikana vallitsevan pandemiatilanteen takia (COVID-19). [62]
Haastattelu oli jaettu neljään aihepiiriin: toimintatapoihin ennen FLIR:n käyt-töönottoa, FLIR:n käyttöönottoprosessi, FLIR-tekniikka sekä viimeisenä tilanne FLIR:n käyttöönoton jälkeen. Nivoksen kiinnostus FLIR-tekniikan kaltaiseen au-tomaattiseen hyödyntämiseen alkoi jo 20 vuotta sitten, kun erotinasemia alkoi olemaan yhä enemmän verkossa. Vuonna 2009 DMS-järjestelmä otettiin laajaan tehokäyttöön ja vuonna 2011 ajatus automaattisesta FLIR-järjestelmästä tuli esille Trimble-käyttäjäpäivillä, joissa esiteltiin Netcontrollin ja Trimblen, entisen Teklan, kehittämää vianrajausautomaatiota, joka toimi SCADA:n ja DMS:n rajapinnassa.
Ajatuksessa viehätti se, että FLIR-toiminnallisuutta ei tarvitse määritellä
rautatasol-Taulukko 6: Nurmijärven Sähköverkko Oy:n ja Nivos Verkko Oy:n vertailu [62]
Nurmijärven
Sähköverkko Oy Nivos Energia Oy Verkkopalveluasiakkaille
siirretty sähköenergia 420,2 GWh 367,581 GWh
Käyttöpaikkojen lukumäärä
jännitetasoittain 26346 kpl 15368 kpl
Liittymien lukumäärä
jännitetasoittain 14426 kpl 10761 kpl
PJ-verkon kokonaispituus 1400,424 km 1315,09 km KJ-verkon kokonaispituus 728,339 km 904,704 km
SJ-verkon kokonaispituus 25,36 km 101,91 km
Jakeluverkon kokonaispituus 2154,123 km 2321,704 km
PJ-verkon kaapelointiaste 61,09 % 36,80 %
KJ-verkon kaapelointiaste 32,25 % 28,66 %
KJ-verkossa tapahtuneiden keskeytysten yhteismäärä (suunn. + odott.)
191 kpl 231 kpl
KJ-verkon odottamattomista pysyvistä keskeytyksistä aiheutunut haitta
vuosienergioilla painotettu keskeytysaika
0,218 h/v 0,079 h/v
la eli laitekohtaisesti, vaan FLIR pystyisi hyödyntämään viimeisintä dokumentoitua verkkotietojärjestelmän dataa sekä se, että tämänkaltaisen järjestelmän avulla voi-daan hyödyntää entisestään verkossa olevia kaukokäyttöerottimia. Nivoksen verkossa oli erotinasemia noin 30 kappaleen luokkaa FLIR:n käyttöönoton aikoihin. Nurmi-järven Sähköverkolla on diplomityön kirjoitushetkellä hetkellä 37 kaukokäyttöistä erotinasemaa, joka vastaa hyvin määrää, joka Nivoksella oli FLIR:n käyttöönoton aikoihin. Nivoksella on myös käytössä samanlainen vapaamuotoinen käytönpäivystys kuin Nurmijärven Sähköverkolla. Käytönpäivystäjällä on päivystäjän kannettava-tietokone, jonka kautta hän voi suorittaa kotoaan käsin kaukokäyttöohjauksia sekä ohjata maastossa olevia henkilöitä. Nivoksella FLIR-järjestelmän käyttöönotto alkoi aloituspalaverista, jossa oli mukana järjestelmien toimittajat eli tässä tapauksessa Netcontrol (SCADA) ja Trimble (DMS) sekä asiantuntijat verkkoyhtiöstä. Ensim-mäisissä palavereissa määriteltiin mitä kukin osapuoli tekee ja missä järjestyksessä asiat toteutetaan. Käyttöönotto itsessään alkoi järjestelmien lisenssien hankinnasta ja FLIR-toiminnallisuuksien asentamisesta verkkoyhtiön palvelimille. Asennuksen jälkeen järjestelmä tulee parametrisoida eli asettaa parametrit, miten halutaan, että järjestelmä toimii. Kun parametrisointi oli tehty, järjestelmää päästiin testaamaan testiympäristössä.
Testiympäristössä FLIR-järjestelmälle lähetettiin keksittyjä vikapaketteja, jot-ka simuloivat jossain päin verkossa olevaa vijot-kaa. Tämän perusteella järjestelmän toimintaa seurattiin, jotta voitiin todeta, että järjestelmä toimii tarpeeksi suurella todennäköisyydellä oikein. Simulaatiotestejä suoritettiin kaikkien järjestelmätoimitta-jien kesken, minkä kautta virhetilanteiden selvittäminen oli helpompaa. Kun testeissä
vakuututtiin FLIR:n toiminnasta, siirryttiin puoliautomaattiseen toimintaan, jossa FLIR-järjestelmä ehdottaa tehtäviä kytkentöjä, jotka käytönpäivystäjä joutuu hyväk-symään. Asennus hetkestä siihen, että FLIR-otettiin puoliautomaattiseen käyttöön, meni noin 5 kuukautta, sillä FLIR:n käyttöönotto tehtiin kaikkien muiden töiden ohessa. Virtanen arvioi, että järjestelmä olisi voitu saada toimintaan nopeamminkin, jos projektille olisi ollut enemmän aikaa. Puoliautomaattisella ohjauksella validoitiin algoritmin toimintaa, joka venyi verkon viattomuudesta monta kuukautta. Nivos ha-lusi olla varma FLIR:n toiminnasta, joten toimintaa tarkkailtiin puoliautomaattisella tilalla konservatiivisesti vuoden ajan. Virtanen kuitenkin huomautti, että järjes-telmän validoinnissa kannattaa muistaa, että järjestelmiä on käytössä Suomessa, joten niiden validointiin on käytetty jo paljon resursseja eli melko hyvin järjestelmän toimintaan voi luottaa.
Koska FLIR käyttää verkon topologiaa apunaan vianhallinnassa, verkon doku-mentaation laatuun tulee kiinnittää huomioita. Saatavilla olevan dokudoku-mentaation tulee olla päivitettyä sekä ehdottoman tärkeää on, että verkkotietojärjestelmään digitoitu verkko vastaa maastossa olevaa verkkoa. Dokumentaatiotarkkuuden merki-tys nousee FLIR:n käyttöönoton myötä, sillä FLIR:iä ei voida muuten hyödyntää täydellä potentiaalilla. Verkkotietojärjestelmään tehtiin luokittelua ja parametrisoin-tia, jotta FLIR-algoritmi pystyy hyödyntämään tarvitsevansa tiedon tietokannasta.
Vikaantumispaikkojen löytämiseksi verkkotietojärjestelmään lisättiin tietoja kom-ponenttien vikaantumistaajuuksista ja olosuhteista, jossa ne sijaitsevat. Jokaiselle johtolähdölle voidaan asettaa parametrein, että miten kyseistä lähtöä operoidaan FLIR-tilanteen aikana. Esimerkiksi voidaan määritellä, että raskaan teollisuuden johtolähtö ei lähde varasyöttämään haja-asutuksen vikaantunutta johtolähtöä. Riski on, että vika leviää raskaan teollisuuden johtolähtöön nostaen KAH-kustannuksia huomattavasti. [63]
FLIR-algoritmi hyödyntää luvussa 3.1 mainittua hybridimenetelmää eli tarkenta-via tietoja hyödynnetään aina, kun niitä on saatavilla. Nivoksen tapauksessa jokaiselle johtolähdölle määritellään prioriteettijärjestys, jonka mukaan FLIR-tapahtuma suo-ritetaan. Virtanen korosti haastattelussa, että FLIR on tehokas työväline, sillä se osaa hyödyntää tarkkaa paikkatietoa, mikäli sellainen on tiedossa esimerkiksi vianil-maisimien kautta, joita lisätään verkkoon kokoaika uusien investointien yhteydessä.
Vianilmaisimia lisätään verkkoon FLIR:n tarkemman toiminnallisuuden takia, mutta myös sen takia, että tulevaisuudessa verkkoon asennetaan lisää hajautettua tuo-tantoa, joka vaikeuttaa kuormitusten arviointia. Älykkäiden vianilmaisimien avulla virtamittauksia voidaan hyödyntää myös muualla. Vianilmaisimien avulla järjestelmä osaa erottaa vikaantuneen paikan täsmällisesti. Nivos käyttää verkossaan laajasti Rogowski-keloja ilmaisemaan vikavirtoja, sillä niiden toiminta on todettu varmaksi ja tarkaksi. He ovat myös kokeilleet magneettikentästä mittauksia tekevää laitetta, mutta he eivät saaneet kyseistä laitetta toimivaan halutulla tavalla. Myöskään maas-tokatkaisijoita ei ole Nivoksella käytössä johtuen siitä, että maastokatkaisija pilotissa ei saavutettu haluttua selektiivisyyttä sammutetussa verkossa. [63]
Nivoksen tapauksessa tilanne FLIR:n käyttöönoton jälkeen oli huomattavasti pa-rempi kuin ennen sitä. Vika-aikoja saatiin tehokkaasti lyhennettyä ja Virtanen arveli, että sähköt palautuivat puolet nopeammin asiakkaille käyttöönoton jälkeen. Tämä
näkyi asiakastyytyväisyydessä, kun yhteydenotot vähentyivät ja palaute muuttui negatiivisesta positiiviseen suuntaan. Asiakastyytyväisyyden lisäksi FLIR-järjestelmä laski käyttöpäivystäjien stressitasoja. Automaattiset toiminnot vapauttivat päivystä-jien aikaa, jota voidaan hyödyntää paremmin korjaustyön johtamiseen maastossa.
Stressin vähentymisen lisäksi järjestelmä vähentää turhaa kiirettä niin, että kor-jaustöiden turvallisuuteen voidaan kiinnittää enemmän huomiota. FLIR nopeutti kaukokäyttöisten kohteiden käyttöönottoa, sillä sen toiminnallisuus motivoi saamaan erotinasemat heti toimintakuntoon eli alentamaan keskeytyskustannuksia. Virtasen mukaan FLIR-järjestelmä maksoi itsensä takaisin niin nopeasti ettei sellaista takai-sinmaksuaikaa uskallettu edes kuvitella. Takaisinmaksuaika lasketaan pienentyneiden KAH-kustannusten perusteella. Muutaman suuremman vian jälkeen järjestelmä oli maksanut itsensä takaisin. [63]
Nivoksen lisäksi esimerkiksi verkkoyhtiö Elenia Oy hyödyntää vianrajausauto-maatiota jakeluverkossaan ja laajentaa sen toimintaa verkossaan jatkuvasti [33].
Elenia on Suomen toiseksi suurin jakeluverkkoyhtiö asiakkaille siirretyn sähköener-gian mukaan. Elenia suoritti vuosina 2015 ja 2016 pilottihankkeen, jossa tutkittiin eri valmistajien vikaindikaattoreiden toimintaa. Pilotissa simuloitiin maakaapeloidun keskijänniteverkon vikoja viikon ajan kestäneissä kenttäkokeissa. Testeissä käytettiin hyväksi ABB:n vikakärryä, jonka avulla voitiin simuloida erilaisia KJ-vikoja useis-sa eri paikoisuseis-sa. Projektiin ouseis-sallistuivat Elenian lisäksi ABB Oy, Netcontrol Oy ja Emtele Oy. Emtele vastaa Elenian jakeluverkon erotinasemien tietoliikenneyhteyk-sistä ja ala-asemista. Elenian testiverkossa oli 14 vianindikointijakelumuuntamoa, joissa oli yhteensä 63 vianilmaisinta. Pilottihankkeen testit osoittivat, että laitteiden asentamisen yhteydessä tehdyt virheet aiheuttivat korjauksen tarvetta jälkeenpäin.
Testin laitteet olivat toimineet riittävällä tasolla, mutta ongelmia oli virheellisissä indikoinneissa. Virheellisiä vikaindikointeja aiheuttivat maasulkuilmaisun herkkyys kompensoidussa verkossa ja ylikompensointitilanteet verkossa, jossa on hajautettua kompensointia. Lisäksi vikaindikaattoreiden lisääntyessä tulisi löytää menetelmät päivittää järjestelmää massapäivityksenä, mikäli tarvetta on verkon muuttuessa. Ari Sahila pohti pilottia opinnäytetyössään vuonna 2015. Sahilan mukaan nykyisten lait-teiden toimintavarmuus ei ole vielä tarpeeksi hyvällä tasolla, ja siitä johtuen laitteet aiheuttavat piilokuluja, jotka nostavat laitteiden elinkaarikustannuksia. Ongelmia aiheuttivat edellä mainitut asennuksista johtuvat virheet, mutta myös muuntamoteh-tailla asennettujen komponenttien dokumentoinnin puuttuminen etenkin ala-asemien kohdalla. Myös käytettyjen ilmaisimien kalibrointikertoimien hallinnoiminen oli huonolla tasolla. [64] [65]