Maasulkukokeet aidoilla vikatilanteilla keskijänniteverkoissa ovat lisänneet suosiota jakeluverkkoyhtiöiden keskuudessa. Multirel on vuoden 2020 aikana rakentanut käyttöönsä siirrettävän keskijänniteverkon maasulkuvikojen simulointi-/testauslaitteiston. Trailerin pohjalle rakennettu ja apukojeistolla varustettu laitteisto mahdollistaa aitojen ja erilaisten maasulkuvikojen toteuttamisen, jolloin koko suojausjärjestelmä aina mittamuuntajista suojareleelle asti tulee koestettua.
Usein suojausjärjestelmän toiminta koestetaan toisiokoestuslaitteella vain syöttämällä suojareleelle simuloituja mittaussignaaleja, jolloin erittäin tärkeässä roolissa olevat mittamuuntajat, sekä niiden johdotukset jäävät kokonaan testaamatta. Lisäksi on hyvä muistaa, että todellisten vikatilanteiden aikaiset virrat ja jännitteet eivät ole ideaalisia, kuten usein toisiokoestuksissa on, jolloin esimerkiksi mittamuuntajien kulmavirheiden ja mm. harmonisten virtojen vaikutus suojauksen toimivuuteen jää testaamatta. Maasulkukokeissa koestus suoritetaan kytkemällä todellinen vika suoraan verkon ensiöpuolelle, jolloin koko suojausjärjestelmä tulee testatuksi ja suojauksen oikeasta toimivuudesta saadaan kokonaisvaltaisempi käsitys.
Toteutuksessa katkaisija-erotin-kojeisto ohjattuna suojareleellä on asennettu autolla vedettävään traileriin. Laitteistolla voidaan suorittaa aitoja maasulkukokeita 20 kV verkossa ja se voidaan kytkeä joko suoraan sähköasemalle, verkon jakokeskukseen tai muuntamoon, tai vaikka suoraan keskijänniteavojohtoon.
Maasulkukokeessa vika (yksivaiheinen maavika) kytketään aseman yhden johtolähdön varrelle. Vikaresistanssi voidaan säätää halutuksi kytkemällä maasulkuun erilaisia vastuksia rinnan tai sarjaan. Vaihtoehtoisesti viaksi voidaan kytkeä erityinen katkeilevan vian simulaattori, joka aiheuttaa verkkoon kompensoidussa verkossa varsin tyypillisen vian, eli katkeilevan maasulkuvian.
Erotin-katkaisijakojeisto ohjattuna suojareleellä mahdollistaa vian kestoajan säätämisen halutun mittaiseksi. Vian kestoajan määrittäminen vapaasti mahdollistaa, että vika voidaan toteuttaa jakelusta väliaikaisesti erotetussa johtolähdössä laukaisuun, tai vaihtoehtoisesti käytössä olevalla lähdöllä vain hälytykseen asti.
Multirel on toteuttanut maasulkukokeita jo useamman vuoden ajan ilman erillistä apukojeistoa ja testien tarpeellisuus on todistettu käytännön kokemuksien kautta useasti. Ensiönä tehtävät maasulkukokeet ovat erityisen suositeltavia varsinkin uusien asennuksien osalta, sekä aina kun suojausjärjestelmään on tehty muutoksia (esim. sammutuksen lisäys). Maasulkukokeiden avulla on löydetty lukemattomia suojausjärjestelmän virheitä, joiden takia suojaus ei ole ollut toimintakykyinen. Virheitä ovat olleet esimerkiksi virtasignaalien väärä polariteetti, toisiokoestuksen jäljiltä auki jääneet riviliittimet, väärä kaapelin maadoitusvaipan johdotus, erilaiset releiden asetteluvirheet, sekä mittamuuntajien kulmavirheiden aiheuttaman virhelaukaisut.
Aiheutetusta vikatilanteesta voidaan heti todeta, toimiko suojaus selektiivisesti ja odotetusti asetetun ajan sisällä ja onko suojauksen herkkyys riittävä. Samalla voidaan havaita mahdollisia virheellisiä "sympatialaukaisuja", tai taustaverkon havahtumia. Maasulkukokeet ovat kokonaisvaltainen tapa tarkastella vikasuojauksen toimintaa ja koetilanne on mielenkiintoinen kokonaisuus, missä tulokset ovat heti todettavissa. Otammekin mieluusti asiakkaan henkilökuntaa mukaan seuraamaan maasulkukokeita, jolloin asiakas voi myös itse esittää toiveita erilaisten vikatilanteiden toteuttamisesta. Koestuskärry on osastoitu siten, että etuosassa on erillinen toimisto-/operointitila, jossa on mukava seurata kokeiden edistymistä huonommallakin säällä kahvikupposen ääressä. Suuri akusto ja invertteri mahdollistavat kärryn operoinnin myös ilman 230V apusähköliitäntää, joten koestukset onnistuvat mukavasti myös 20 kV linjalla.
Tarkempi vikatilanteiden analysointi tehdään jälkeenpäin vialliselle johtolähdölle kytketyn sähköanalysaattorin PQ-Box 300:n, käytössä olevien suojareleiden sekä mahdollisen kompensointilaitteiston säätäjän tallentamien vikatallenteiden perusteella. Viasta voidaan analysoida niin RMS kuin hetkellisarvot, tarkastella jännitettä ja virtaa ennen vikaa ja vian aikana, sekä haluttaessa ottaa viasta FFT-analyysi, jolloin nähdään vikavirran eri taajuuskomponenttien määrä.
Saatava vikatallenne riippuu suoritetusta kokeesta sekä mittausasetteluista. Halutessasi voit lukea maasulkukokeiden vikatilanteista tarkemmin Eemil Hyppäsen hiljattain tekemästä opinnäytetyöstä, missä eräitä tekemiämme maasulkukoetuloksia on tarkemmin analysoitu. Linkki opinnäytetyöhön alla:
http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202103082987
Maasulkukokeista toimitetaan jälkeenpäin kattava ja kohdekohtaisesti räätälöity testiraportti asiakkaalle mahdollisine päivitysehdotuksineen ja suojauksen muutostarpeineen. Mikäli raporttien tarkempi sisältö kiinnostaa, niin esimerkkiraportteja on pyynnöstä saatavilla.
Mikäli maasulkukokeet kiinnostavat yleisesti, jakeluverkossanne on ongelmia virhelaukaisujen kanssa, tai yrityksellänne olisi muuten tarvetta maasulkusuojauksen testaamiseen, ota rohkeasti yhteyttä Mikaeliin.
Yhteystiedot löydät täältä: https://multirel.fi/yhteystiedot/
Alla vielä muutama video katkeilevasta maasulkukokeesta: