Työn tavoitteena oli selvittää, miten öljymuuntajaa voidaan mitata/tarkastaa, voidaanko ja-kelumuuntajien elinikää kasvattaa ennakoivilla toimenpiteillä, miten jakelumuuntajan hinta vaikuttaa ennakoivan kunnossa pidon kannattavuuteen ja onko verkkoyhtiöiden kannattavaa mitata/huoltaa jakelumuuntajia ennakoivasti. Öljymuuntajiin liittyviä mittauksia/tarkastuk-sia on paljon ja tässä työssä keskityttiin nimenomaan mittauksiin, joita verkkoyhtiöt voivat omaehtoisesti toteuttaa. Öljymuuntajille tehtäviä jännitteettömyyttä vaativia mittaustoimen-piteitä ovat öljyanalyysi, käämityksen resistanssin mittaaminen, muuntosuhdemittaus, muuntajan eristyksen mittaus, muuntajan kosteusmittaus, taajuusvastemittaus sekä osittais-purkausmittaus, joista osittaispurkausmittaus voidaan suorittaa myös muuntajan ollessa kiinni verkossa, käyttämällä osittaispurkauksista syntyviin radiotaajuisiin signaaleihin pe-rustuvia mittauksia. Tyypillisiä tarkastuksia öljymuuntajille ovat varoituskylttien ja merkin-töjen tarkastus, silmämääräinen kunnon tarkastus, öljy- ja paisuntasäiliön ulkoisen kunnon tarkastus, öljymäärän tarkastus, ilmankuivaimen tarkastus, kiristimien, kiinnitysten ja maa-doitusten tarkastukset, läpivientieristimen kunnon tarkastus, erottimien ohjauslaitteiston, veitsien ja akselien tarkastukset sekä katkaisupiiskojen ja -kammioiden tarkastukset.
Käytetyillä laskentaoletuksilla kannattavuusarviossa tulokseksi saatiin, että kannattavinta ennakoiva kunnossapito on pienellä kuormitusasteella käyvälle yksikköhinnaltaan kalliille jakelumuuntajalle, mutta toisaalta ennakoiva kunnossapito on vähiten kannattavaa isolla kuormitusasteella käyvälle yksikköhinnaltaan kalliille jakelumuuntajalle. Kuormitusasteen ja eliniän kasvu ei kuitenkaan vaikuta yhtä paljoa nimellisteholtaan pieniin ja yksikköhin-noiltaan halvempien muuntajien ennakoivan kunnossapidon kannattavuuteen. Pienitehoiset muuntajat toivat vuosittaista säästöä kuormitusasteesta ja vaihtovälin kasvun määrästä riip-pumatta. Kolme olennaisinta ennakoivan kunnossapitoon vaikuttavaa komponenttia ovat muuntajan nimellisteho ja siihen perustuva muuntajan yksikköhinta, muuntajan kuormitus-aste sekä ennakoivalla kunnossapidolla lisättävät vuodet muuntajan elinikään. Yksikköhin-nan vaikutus ennakoivan kunnossapidon kannattavuuteen ei ole yksiselitteinen, sillä samaan aikaan myös kuormitus sekä elinkaarta lisäävät vuodet vaikuttavat kannattavuuteen, joista elinkaaren pituuden muutokseen liittyy epävarmuuksia. Tarkasteluihin liittyy kuitenkin pal-jon epävarmuuksia ja lähtötiedoissa oli käytettäviä tiettyjen parametrien osalta olettamuksia, jonka vuoksi tuloksia ei voi pitää sellaisenaan absoluuttisina vaan lähinnä suuntaa-antavina.
Luotettavien kannattavuustarkastelujen toteuttamiseksi tarvittaisiin käytännön kokemusta mittauksista, tutkimustietoa vaihtovälin kasvusta, palveluiden hintatiedot sekä verkkoyhtiö-kohtaisia tietoja, jotta kannattavuutta pääsisi luotettavasti arvioimaan mm. regulaationäkö-kulmasta. Sen vuoksi vastausta siihen, onko ennakoiva kunnossapito yleisesti kannattavaa verkkoyhtiön näkökulmasta ei voida näillä tiedoilla antaa vaikkakin tulokset puoltavat sitä.
Työssä on tarkasteltu ennakoivan kunnossapidon menetelmiä ja arvioitu kannattavuutta esi-merkinomaisesti. Jatkotutkimustarpeita havaittiin mm. vaihtovälin kasvuun liittyen ja tar-kempia tuloksia ajatellen olisi hyödyllistä mikäli tutkimusta voisi toteuttaa tiettyjä verkko-yhtiökohtaisia lähtötietoja hyödyntäen.
LÄHTEET
ABB, 2009. Uusi elämä muuntajalle. Power & automation -lehti. [viitattu: 7.11.2019] Saa-tavissa http://www.abb.fi/cawp/seitp202/7fa9718a0acd575bc12576ef004982ec.aspx ABB. Esite, jakelumuuntajat. KTM 4 fi 88-02.
Aro, M. & Elovaara J. & Karttunen M. & Nousiainen K. & Palva V. 1996. Suurjännitetek- niikka. Helsinki: Otatieto Oy.
Aro, M. & Elovaara, J. & Karttunen, M. & Nousiainen & K. Palva, V. 2015. Suurjännite-tekniikka. 4. painos. Helsinki: Otatieto
Aura, L. & Tonteri A. J. 1996. Sähkökoneet ja tehoelektroniikan perusteet. Porvoo:
WSOY.
Aura, L. & Tonteri, A .J. 2005. Teoreettinen sähkötekniikka ja sähkökoneiden perusteet.
3.- 5.painos. Helsinki: WSOY.
Caruna. 2018. Caruna jatkoi investointeja – säävarman sähköverkon piirissä nyt 78% asi-akkaista. Caruna. [verkkodokumentti] [viitattu 12.1.2020] Saatavissa https://www.ca- runa.fi/ajankohtaista/caruna-jatkoi-investointeja-saavarman-sahkoverkon-piirissa-nyt-78-asiakkaista
CIGRE 2003. Life Management Techniques for Power Transformers. [verkkodokumentti]
[viitattu 28.11.2019] Saatavissa http://www.e-cigre.org/
Eloranta, J. & Laiho Y. 1988. Sähkölaitostekniikan perusteet. Hämeenlinna: Otakustan-tamo.
Energiateollisuus 2007. Energiateollisuus ry 2007. Verkostosuositus KA2:2006, Verkosto- töiden kustannusluettelo. Helsinki: Energiateollisuus.
Energiavirasto. 2015. Sähkönjakeluverkon verkkokomponentit ja yksikköhinnat 2016-2023. Energiavirasto. [verkkodokumentti] [viitattu 22.10.2019] Saatavissa
https://www.energiavirasto.fi/verkkokomponentit-ja-yksikkohinnat-2016-2023
Energiavirasto. 2018. Sähkön jakeluverkkotoiminta ja sähkön suurjännitteinen jakeluverk-kotoiminta. Energiavirasto. [verkkodokumentti] [viitattu 25.11.2019] Saatavissa
https://energiavirasto.fi/documents/11120570/12766832/Valvontamenetelmät-sähkönja- kelu-2016-2023.pdf/72eac45f-4fe0-6b0a-d5f7-e89ee97b89fc/Valvontamenetelmät-sähkön-jakelu-2016-2023.pdf
Eronen M. 2016. Customer value and profitability of Power transformer online DGA mon-itoring. Tampere: Tampereen teknillinen yliopisto.
Finlex, 2016. Sähköturvallisuuslaki. [verkkodokumentti] [viitattu 5.5.2020] Saatavissa https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2016/20161135
Holappa, T. 2011. Terässulaton sähkönjakelu ja kunnossapito. Kemi: Kemi-Tornion am-mattikorkeakoulu. Saatavissa https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/29843/Ho-lappa_Tommi.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Huurinainen, V. 2006. Jakelumuuntajan elinkaari. Tampere: Tampereen ammattikorkea-koulu. Saatavissa
https://www.theseus.fi/bitstream/han-dle/10024/9883/TMP.objres.853.pdf?sequence=2&isAllowed=y
IEEE, 1995. 62-1995 – IEEE Guide for Diagnostic Field Testing of Electric Power Appa-rabatus. [verkkodokumentti]
IEEE, 2020. 389-2020. IEEE Recommended Practice for Testing Transformers and Induc-tors for Electronics Applications [verkkodokumentti]
Iivonen, E. 2007. Tuotantolaitoksen pääsähköjärjestelmän dokumentointi ja riskianalyysi.
Pälkäne: Tampereen ammattikorkeakoulu. Saatavissa
https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/9823/Iivonen.Esko.pdf?sequence=2&isAl-lowed=y
Järvenpää, J. 2019. Sähköpostikeskustelu Perel Oy:n muuntajamittalaitetarjonnasta.
Lintunen, A. 2020. Sähköpostikeskustelu Lappeenrannan Energia Oy:n muuntajiin liittyen.
Megger. 2019. Muuntajakoestusseminaarin materiaali 18.9.2019. Vaasa: Original Sokos Hotel Royal Vaasa.
Megger. 2020. [verkkodokumentti] [viitattu 2.4.2020] Saatavissa https://megger.com/pro-motion/pd/pd-scan
Mönkkönen, T. 2018. Puistomuuntamoiden osittaispurkausmittaukset. Lappeenranta: Lap-peenrannan teknillinen yliopisto. Saatavissa
https://lutpub.lut.fi/bitstream/han-dle/10024/158964/Kandidaatintyo_Monkkonen_Tuukka.pdf?sequence=1&isAllowed=y Norri, P. 2006. 1000 voltin jakeluverkon rakentaminen. Tampere: Tampereen ammattikor-keakoulu. Saatavissa
https://www.theseus.fi/bitstream/han-dle/10024/9920/TMP.objres.646.pdf?sequence=2&isAllowed=y
Pakonen, P. & Verho, P. & Keränen, J. & Muranen, S. 2018. Keskijännitekaapeleiden kun-non arviointi häviökerroin- ja osittaispurkausmittauksilla. Tampere: Tampereen teknillinen yliopisto. Saatavissa https://www.elenia.fi/sites/www.elenia.fi/files/Keskijännitekaapelei- den%20kunnon%20arviointi%20häviökerroin-%20ja%20osittaispurkausmittauksilla_Lop-puraportti.pdf
Partanen, J. 2018. Sähkönsiirtohinnat ja toimitusvarmuus. Helsinki: Työ- ja elinkeino- mi-nisteriö. Saatavissa
http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/han-dle/10024/161178/43_18_Sahkonsiirtohinnat_ja_toimintavarmuus.pdf
Petäjäsuvanto, E. 2016. Muuntajien, kojeistojen ja sähköpääkeskuksien huolto-ohjelma.
Kemi: Lapin AMK. Saatavissa https://www.theseus.fi/bitstream/han-dle/10024/113636/Opinnaytetyo.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Puranen, S. 2012. Jakelumuuntajien diagnostiikka. Ylivieska: Centria ammattikorkeakoulu.
Saatavissa https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/52466/puranen_sari.pdf?se-quence=1
Pylvänäinen J., Kauppinen M., Verho P. 2009. Studies to utilise cal- culational condition information and AMR measurements for transformer condition assess- ment. 20th Interna-tional Conference on Electricity Distribution (CIRED). Praha, Tšekki. 8.– 11.6.2009.
Pylvänäinen J. 2010. Reliability Analysis for Distribution Networks Combined with Trans-former Condition Assessment. Tampere: Tampereen Teknillinen Yliopisto.
Pöyhönen, O. 1978. Sähkötekniikan käsikirja 1. Tammi.
Rosenlind J. 2013. Lifetime Modeling and Management of Transformers. Ruotsi: KTH Ro-yal Institute of Technology.
Räsänen, N. 2017. Teollisen internetin hyödyntäminen sähkönjakeluverkkojen käyttö- ja kunnossapitopalveluiden tuottamisessa. Lappeenranta: Lappeenrannan teknillinen yli-opisto. Saatavissa https://lutpub.lut.fi/handle/10024/144025
SFS-EN 13306. 2010. Kunnossapito. Saatavissa https://online-sfs-fi.ezproxy.cc.lut.fi/fi/in-dex/tuotteet/SFS/CEN/ID2/1/840250.html.stx
Sintonen, J. 2015. Keskijänniteverkkojen muuntamoiden kunnossapito ja dokumentointi.
Helsinki: Metropolia ammattikorkeakoulu. Saatavissa
https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/90296/Sintonen_Jere.pdf?sequence=1 Sjöblom, C. 2017. Kunnossapidon kehittäminen. Lahti: Lahden ammattikorkeakoulu. Saa-tavissa https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/126817/Sjoblom_Christian.pdf?se-quence=1
Sähkömarkkinalaki 2013. 51§ (9.8.2013/588) Jakeluverkon toiminnan laatuvaatimukset.
[viitattu 13.2.2020]. Saatavissa https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2013/20130588
Talouselämä. 2018. Jopa 100 miljoonan investointi – Helsinkiin on tarkoitus tuoda sähköä hirviömäisellä 400 kilovoltin yhteydellä. Talouselämä. [verkkodokumentti] [viitattu 12.1.2020] https://www.talouselama.fi/uutiset/jopa-100-miljoonan-investointi-helsinkiin- on-tarkoitus-tuoda-sahkoa-hirviomaisella-400-kilovoltin-yhteydella/0602b006-e372-35bd-b99b-5f338ec1ce60
Voltech, 2020. Introduction to turns ratio. [verkkodokumentti] [viitattu 25.6.2020] Saata-vissa https://www.voltech.com/Articles/104-113/1__Introduction_to_Turns_Ratio Ylikulju, J. 2009. Varamuuntajaselvitys. Ylivieska: Keski-Pohjanmaan ammattikorkea-koulu. Saatavissa http://www.cou.fi/opinnaytetyot/julkaistut/ylikulju_jukka.pdf
Liite 1. Jakelumuuntajien yksikköhinnat (Energiavirasto 2015)
JAKELUVERKON MUUNTAJAT
20 / 0,4 kV MUUNTAJAT
Verkkokomponentti Yksikkö
Yksikkö-hinta, eu-roa
Pitoaika-väli, vuotta
Muuntaja 16 kVA kpl 3 400 35 – 45
Muuntaja 30 kVA kpl 3 600 35 – 45
Muuntaja 50 kVA kpl 3 700 35 – 45
Muuntaja 100 kVA kpl 4 500 35 – 45
Muuntaja 200 kVA kpl 6 100 35 – 45
Muuntaja 315 kVA kpl 7 800 35 – 45
Muuntaja 400 kVA kpl 8 700 35 – 45
Muuntaja 500 kVA kpl 9 600 35 – 45
Muuntaja 630 kVA kpl 11 500 35 – 45
Muuntaja 800 kVA kpl 13 300 35 – 45
Muuntaja 1000 kVA kpl 16 000 35 – 45
Muuntaja 1250 kVA kpl 20 500 35 – 45
Muuntaja 1600 kVA kpl 21 800 35 – 45