Madal- ja kõrgepinge hooldus- ja remonttööde mõju elektrivõrgu riketele

Elektrienergia tarbimisega on seotud tänapäeval kogu maailm. Elektri kasutuselevõtuga oleme saanud suure tõuke inimkonna arenemiseks. Elektri ülekandmiseks ja jaotamiseks on loodud elektrivõrgud, mida pidevalt on vaja hooldada, remontida, uuendada ja arendada. Elekter jaotatakse läbi ülekandeliinide ja jaotusvõrkude abil tarbijateni. Tarbijale elektrivarustuskindluse tagamine nõuab väga head elektrisüsteemi talitlemist. Elektrivõrgu liinid, seadmed, alajaamad asuvad väliskeskkonnas, mis on mõjutatud erinevatest välistest teguritest, mis omakorda põhjustavad katkestusi ning rikkeid. Selleks, et vähendada tekkivate rikete ja katkestuste arvu, on vaja mõista elektrivõrgu toimimist. Rikked ja katkestused tekivad erinevate tegurite mõjul. Kõige rohkem rikete põhjustajateks on ilmastik. Elektrit edastatakse läbi ülekandeliinide, kus 39 protsenti kasutatakse isoleerimata juhet. Näiteks 2016. aasta seisuga ilmastikukindla võrgu osakaal on ligi 61 protsenti. Need liinid on mõjutatud ilmastikust. Kukkuvad puud, võsastik ning oksad põhjustavad lühiseid, mastide murdumisi ning juhtmete katkemisi. Tormid on samuti suureks mõjuks elektrivõrgu riketel. Rikete suurenemisele aitab kaasa välistemperatuur. Temperatuuri tõusul liini rippe gabariit väheneb ning tekib lühise oht. Talvel tekib liinidele jäide ja see teeb liinid raskeks, mille tõttu tuleb ette juhtmete katkemisi. Äike põhjustab liigpingeid, mis ohustab elektrivõrgu seadmeid. Samuti põhjustavad õhuliinide rikkeid linnud. Töö eesmärgiks oli anda ülevaade elektrivõrgus toimuvatest hooldus- ja remonttöödest ning leida võrgus toimunud praktika näitel moodused elektrivõrgus rikete vähendamiseks. Töö koosneb viiest osast. Esimeses osas antakse ülevaade keskpingevõrkudest. Teine osa kirjeldab madalpingevõrke. Kolmandas peatükis antakse ülevaade elektrivõrgus toimuvatest hooldus- ja remonttöödest. Neljandas osas on kirjeldatud ja analüüsitud elektrivõrgu rikkeid. Viimases peatükis on võetud kogu töö kokku ning analüüsitud hooldus- ja remonttööde mõju riketele. Hea ülevaate saamiseks on töös näidatud mitmeid jooniseid, graafikuid ja tabeleid. KOKKUVÕTE40 Lõputöö tegemisel selgus, et elektrivõrgus toimuvatest hooldus- ja remonttöödest ei ole avalikult kättesaadavat ülevaatliku kirjandust. Mõistes elektrisüsteemi toimimist, saab aru, et ühest lahendust rikete vähendamiseks ei ole. Küll aga ridamisi erinevate ja õigete protsesside teostamisel saame viia rikete arvu väiksemale tasemele kui senini. Hooldades ja remontides investeeringute alusel aastate lõikes alajaamasi, õhuliine, kaabelliine, kilpe ja elektrivõrgu seadmeid, on tulemuseks otsene mõju riketele nende vähenemise mõjul. Elektrivõrgu varustuskindlust on võimalik parendada kaabelvõrkude, õhuliinide kaitsevööndi hooldusega. Ehitades ja rekonstrueerides elektrivõrgu osasid uutemate seadmete vastu, saame ka varustuskindlama võrgu. Tarbijate ühendamine ringtoitega, kaugjuhitavad lülitid, rikete lokaliseerimine ja „tark võrk“ aitavad kõik kaasa rikete vähendamiseks. Need kõik on lõputöös kirjeldatud ja analüüsitud lahendused elektrivõrgu rikete vähendamiseks. Lõputöö käigus selgus, et rikete vähendamiseks on lisaks eelpool loetelule veel üks võimalus, millele tuleks senisest suuremat rõhku pöörata. Elektrivõrgu suurimaks rikete põhjustajaks on õhuliini rikked puude ja okste langemisest liinidele. On teada, et õhuliini kaitsevöönd on maa-ala ja õhuruum, mille ulatus mõlemal pool liini telge madalpinges ehk alla 1kV pingega liinide korral on 2 meetrit. Meil on teada Eesti puude keskmine kõrgus ligikaudu 18m. Antud kaitsevöönd, aga ei taga piisvat kaitset langevate puude eest. Kui suurendada kaitsevööndite suurust, on tagatud parem varustuskindlus.

Nowadays a big part of the world is consuming electricity on every single day. Electricity is transferred and distributed to the consumers with the transmission lines and distribution networks. To ensure the constant power supply, the electricity system has to well operated and maintained. Transmission lines, equipment and substations are located outdoors, where different external factors cause the interruptions and failures of the system. Therefore the networks are constantly in the need of maintenance, repairs, renewal and development. The most common cause of the network failures is weather, birds and falling trees or branches. In Estonia 39% of the transmission lines are not weatherproof. That means that these lines can be damaged by falling trees, branches and brushwood by causing short circuits, mast and wire breakage. The purpose of my thesis is to give an overview of the maintenance and repair work made in Estonian electricity system and provide solutions how it would be possible to reduce the number of malfunctions and interruptions. The work consists of five parts. The first part gives an overview of the medium voltage networks. The second part describes the low voltage networks. The third part provides an overview of the maintenance and repair work of the electricity system because there is no available literature on this topic. In the fourth part network failures are described and analyzed. The fifth part includes the analysis of the maitenance and repair works and the affect this has on reducing the number of failures. The thesis shows that there is no simple solution how to eliminate all the failures. But it is possible to reduce the number of yearly failures when certain operations are continuously performed. When substations, overhead contact lines and their protection zones, cable networks and switchboards are annually maintained and repaired the number of failures per year decrease. Replacing older parts of the electricity network with newer equipment, connecting consumers to closed network, use of remote-controlled switches, use of failure localisation and "smart network" – all these items help to increase the security of the power supply and reduce the number of yearly failures. It is also suggested in the thesis that the current width of protection zones in low voltage networks should be increased. All these operations, which reduce the number of yearly failures, are described and analyzed in the thesis