Tampereella seurataan verkon kuormitusta jatkuvalla lämpötilan mittauksella
Kaupunkiverkkoihin on yhä useammin tarve liittää isoja uusia sähkön käyttäjiä kuten lämpökattiloita ja datakeskuksia. Verkkoyhtiöt haluavatkin nyt tarkempaa tietoa kaapeliyhteyksien todellisesta kuormituksesta. Tampereella tehtävään valittiin Prysmianin optinen DTS-teknologia, jossa sensorina toimii kaapeliin integroitu valokuitu.
Tampereen Energia otti käyttöön ensimmäisen sähkökattilansa kaksi vuotta sitten Lielahdessa. Se tuottaa kaukolämpöä etenkin edullisimpina pörssisähkön tunteina. Tämä on osuva esimerkki kaupunkien verkkoon liittyvistä suuren mittaluokan sähkön käyttäjistä, joiden tehontarve saattaa vaihdella paljon ja nopeasti olosuhteiden muuttuessa.
Tampereen Energia Sähköverkon alue on laaja ja maastoltaan monimuotoinen yltäen kantakaupungista pohjoiseen aina Ruovedelle asti. Tampereen kaupunki ja sen taajamat kattavat noin kolmanneksen alueesta. Siellä on syystalven aikana korvattu yksi ilmajohtoyhteyksistä 110 kV kaapelilla. Sen linjaus seurailee Rantaväylää edeten Pölkkylänniemestä Lielahden ja Lamminpään sähköasemille. Tarpeettomaksi jäänyt neljän kilometrin pituinen suurjännitelinja isoine metallisristikkopylväineen on jo ehditty purkaa pois.
Ajantasaista tietoa verkon käytön hallintaan
Yhtiön käyttöpäällikkö Jouni Vanhanarkaus kertoo, että viime vuosina verkon kuormitus on kasvanut merkittävästi ja samoin paine tehostaa verkon käyttöä. Erityisesti kaukolämpöä tuottavat sähkökattilat tulevat lisäämään kuormaa tuntuvasti. Niiden lisäksi tulee varautua tulevien datakeskusten ja Power-to-X-ratkaisujen tehontarpeisiin.
Perinteisesti sähkökaapeleiden kuormitettavuus on arvioitu laskennallisesti käyttäen varmuuskertoimia. Vanhanarkauksen mukaan menetelmä toimii, mutta se ei vastaa mittaamalla saatavaa ajantasaista tietoa. Esimerkiksi olosuhteet kaapelin ympäristössä saattavat muuttua maarakennustöiden aiheuttamana, mikä voi heikentää kaapelin jäähtymistä. Lämpötilan mittauksia voisi toki tehdä pistemäisesti, mutta tällöin kuva kaapeliyhteyden osalta jää vaillinaiseksi eikä paikallinen lämpeneminen ehkä paljastu.
Prysmianin DTS (Distributed Temperature Sensing) mahdollistaa lämpötilan jatkuvan mittauksen koko kaapeliyhteyden matkalta. Kaapeliin on integroitu valokuitu, joka toimii anturina erilliselle mittalaitteelle. DTS havaitsee kaapelin tai sen ympäristön lämpötilan poikkeamat ja niiden sijainnit tulkitsemalla heijastumia valokuidussa. DTS-tekniikkaa voi ottaa käyttöön myös ilman maakaapelin vaihtoa. Tällöin asennetaan pelkkä valokuitu nykyisen kaapelin viereen.
Koska mittaus on jatkuvaa ja kattaa pituudeltaan koko kaapeliyhteyden, voidaan siirtotehoa kasvattaa turvallisesti. Näin verkon käyttöä voidaan optimoida ja tehostaa ratkaisevasti. Muut verkon komponentin ovat tälle harvoin esteenä, sillä sähkökeskusten ja muuntajien mitoitukset sallivat tyypillisesti suuremmat siirtotehot, ja niiden tila on helpommin havainnoitavissa.
Lämpötilatieto saadaan suoraan omaan järjestelmään
- Kuulimme Prysmianin DTS-mittauksesta toiselta verkkoyhtiöltä ja aloimme selvittää sen soveltuvuutta omaan käyttöömme. Ratkaisu vaikutti lupaavalta ja Rantaväylän johtolinjan korvaava kaapeliyhteys oli luonteva mahdollisuus siirtyä uuteen teknologiaan, Vanhanarkaus kertoo.
- Valokuiduilla varustetut kaapelit DTS-laitteineen tilattiin Prysmianilta ja ne otettiin käyttöön samanaikaisesti kaapeliyhteyden kanssa. DTS-mittaus hälytyksineen on linkitetty Prysmianin pilvipalvelun ohella suoraan meidän omiin alustoihimme. Näin datavirta on jatkuvasti käytössämme.
- Ensimmäiset kokemuksemme ovat olleet lupaavia. Esimerkiksi kohdat, joissa kaapelimme kulkevat lähellä kaukolämpöputkia, näkyvät selkeästi mittausdatassa lämpöpiikkeinä. Meille alkaa kertyä nyt aiempaa täsmällisempää tietoa kuormituksen jakautumisesta verkossa, mikä mahdollistaa optimoidun verkon käytön niin normaali- kuin poikkeustilanteissa.
Mittaus on osa tulevaisuuden verkonhallintaa
- Jatkuva lämpötilan seuranta tulee varmasti yleistymään erityisesti uusien verkko-osuuksien rakentamisen ja vanhojen uusimisen yhteydessä. Tämä on ehdottomasti tulevaisuuden teknologiaa, joka auttaa meitä ymmärtämään verkon todellisen tilanteen ilman arvailua. Harkitsemme jatkossa jokaisen maakaapelihankkeemme yhteydessä, otammeko DTS-mittauksen siihen mukaan, Jouni Vanhanarkaus sanoo.
- Olemme tehneet Prysmianin kanssa yhteistyötä jo pitkään, erityisesti Pikkalan tehtaan kanssa. Yhteistyö on aina toiminut hyvin, ja olemme saaneet asiantuntevaa tukea sekä teknistä osaamista tarpeen mukaan. Myös DTS-järjestelmän toteutus sujui mutkattomasti ja käyttöönotto ilman vaikutuksia sähköverkon tuotantoon.