Motiv och förutsättningar för Arbete Under Spänning på det svenska stamnätet

Transkript

1 Motiv och förutsättningar för Arbete Under Spänning på det svenska stamnätet Examensuppgave på civilingenjörsprogrammet System i Teknik och Samhälle, Uppsala universitet Elisabeth Rydén Therese Erixon elisabeth.ryden@svk.se therese.erixon@svk.se

2 Syfte I denna studie har förutsättningar för Svenska Kraftnät att använda arbetsmetoden Arbete under spänning (AUS) på stamnätet undersökts. Frågeställningar som ställts för att ta reda på detta har varit: > Vilka incitament finns för en ökad användning av metoden? > Vilka hinder/utmaningar föreligger metoden? > Vad krävs för att möjliggöra en implementering av AUS på Svenska Kraftnät?

3 Metod > 28 intervjuer med personer från: > Svenska Kraftnät > Svensk Energi > Elsäkerhetsverket > Vattenfall Services > Sweco > STRI > Energi Norge > Hafslunds Nett > Infratek Norge > Statnett > Fortum > Eltel Networks Sverige

4 Svenska stamnätet och avbrottsproblematik > Svk bygger ut stamnätet > Investeringsprojekten kräver avbrott, vilket leder till färre avbrottsmöjligheter för underhållsarbeten. > Svk har identifierat att det är ett stort problem då behovet av underhåll är stort. > Därför kom idén till detta examensarbete.

5 AUS-historien i Sverige > Det första arbetet med spänning i världen utfördes kring talen. > AUS har funnits i Sverige sedan 50- talet > Har inte utvecklats > Redundans i nätet > Olycka på 70-talet > Endast arbetet på dispens till 97 > En internationell standard infördes i Sverige. > Arbetsmetoderna jämställdes AUS, ANS och avbrott AUS i Sverige på 50-talet. (Andersson, 2006, s.7)

6 Drift av elnätet > Det är mycket viktigt att planera avbrotten noggrant då för många avbrott kan påverka både kunder och producenter negativt. > Mycket komplext arbete att planera avbrott. Många intressenter och faktorer att ta hänsyn till. > Skillnad mellan avbrottsarbete och AUS ur ett driftperspektiv: urdrifttagning v.s. bortkoppling av återinkopplingsautomatik > Avbrott kan leda till svåra driftsituationer. Olika delar i nätet är olika kritiska. Ex. kritiska: radiella ledningar och anläggningar vid stora konsumenter/producenter. > Vid avbrottsänks i regel överföringskapaciteten. Arbete under spänning innebär att det går att bibehålla överföringskapaciteten eftersom nätet är intakt.

7 Omvärldsanalys > Nya Zeeland > Australien > USA > Kanada > Frankrike > Norge

8 Nya Zeeland > Det är i stort sett bara ett företag som utför den största delen av AUSjobben i Nya Zeeland. > De har cirka 80 procent av AUS-marknaden och de arbetar nästan bara på region- och stamnät, alltså 110 och 220 kv. > De utför mycket mer AUS än vad som genomförs totalt i Norden. > Vegetationen påminner mycket om Sveriges och Norges vegetation > Därför har de utarbetat egna arbetsprocedurer, utformat och konstruerat egna verktyg och redskap samt metoder som passar deras förutsättningar > De har jobbat mycket med att få en fungerande marknad med god konkurrens och bra konkurrens mellan aktörerna.

9 Australien > Entreprenörerna i Australien använder både isolerstångsmetoden och barhandsmetoden. > När barhandsmetoden används är ledande dräkter obligatoriskt enligt nationella regler > I Queensland har AUS varit den dominerande arbetsmetoden på distributionsnivå i över 20 år. År 2001 började de även med stationsarbete med AUS på transmissionsnivå > Australien har i dag introducerat något som kallas MITC, Market Impact of Transmission Congestion. > Detta syftar till att bötfälla aktörer som utför handlingar som leder till förändringar av spotpriserna.

10 USA > I USA används AUS regelbundet inom spänningsnivåerna 115 kv till 765 kv. > USA är ett av de ledande länderna inom AUS. > Ett exempel på arbete som utförts i USA är ett faslinebyte på 138kV. I detta fall var det entreprenören Quanta Energized Services som utförde arbetet > I USA används helikoptrar som ett vanligt förekommande hjälpmedel vid AUS och de används upp till 765kV systemspänning. Det är även vanligt med isolerade liftar i olika former. > I USA får man i stort sett inte utföra underhållsarbeten om det inte görs med spänningen på. Det beror delvis på att det är vanligt med stämningar och bryts spänningen kan det leda till en stämning. Detta har bidragit till att de har utvecklats inom AUS och blivit duktiga på området. > De har även mycket friledning som går längs med motorvägarna, vilket underlättar för AUS eftersom den är lätt att komma åt.

11 Kanada > AUS används regelbundet i Kanada inom spänningsområdet 120 kv till 765 kv. > Kanada är ett av de ledande länderna inom AUS. > Ett av nätbolagen i Kanada, Power Streem, utför 80 procent av alla sina uppdrag som AUS. > Power Streem, som utför hälften av arbetena inom organisationen och resten för de över på externa entreprenörer > De har 40 isolerade liftar jämfört med Sverige som har två.

12 Frankrike > All verksamhet som rör elektricitet inom samma statliga organisation, EDF. > Inom EDF finns en del i organisationen som hanterar transmission av el, RTE, som är systemoperatör för det franska transmissionsnätet. > AUS har använts i Frankrike under mer än 40 år. I Frankrike är AUS en vanlig metod (50% av underhållsjobben) och den används regelbundet i spänningsområdet kV. > De har en egen organisation med egna montörslag (inhouse). De utbildar själva sin personal inom AUS och utbildningen är även något som de säljer till andra länder. > Ett exempel på AUS som utförts i Frankrike är att de har bytt faslinor på en 400 kv ledning som matar el till Paris. Alla ledningar byttes med spänning på grund av svårigheterna att få avbrott. > Eftersom det bara finns ett företag i hela Frankrike, EDF, som hanterar energimarknaden är det enklare att bygga upp AUS-kompetens.

13 NORGE > Norges stamnät består av 300kV ledningar. De flesta av ledningarna är simplex (en lina per fas) (3800km) men det finns även duplex (två linor per fas) > Idag är det svårt att få tillräckligt med effekt i vissa områden i Norge. > Det finns sex entreprenörer som kan utföra AUS i Östlandsområdet. På västlandet och i syd finns det inte lika mycket kompetens. > De entreprenörer som främst har kommit på tal under studieresan till Norge är Infratek och NTE entreprise AS. > Hos de norska entreprenörerna finns kompetens på de högre spänningsnivåerna från 66 kv till 420 kv för såväl stationer som ledningar.

14 Uppgraderingsprojekt i Norge > Kapacitetsökning på grund av otillräcklig överföringskapacitet > Utnyttja ledningarna som finns men höja spänningen från 300 till 420kV. > Endast duplexledningarna som ska uppgraderas då det är svårt att uppgradera simplexledningarna utan att få problem med coronaeffekter. Dessa ska istället rivas och byggas upp i samma ledningsgata. > Det går ej att ta avbrott för så många kilometer ledning och därför görs det med AUS. > Åtgärder: Förlängning av isolatorkedjor på master, stolphöjning, byte av topplinorna till OPGW (OPtical Ground Wire) samt byte av distansjärn > Statnett har använt tre olika entreprenörer för att främja konkurrsens i landet > Beskydda de norska entreprenörerna mot konkurrenter i södra Europa.

15 AUS-handboken > År 1986 kom det ut en AUS-handbok i Sverige. > Handboken innehöll bland annat arbetsinstruktioner för högspänning med isolerstångsmetoden, säkerhetsanvisningar, verktygskatalog och skötselinstruktioner. > Ny upplaga 2012 med allt ifrån metoder till säkerhet. Informationen från första upplagan som fortfarande är aktuell är inarbetad i den nya handboken. > Inom AUS finns det ett nordiskt samarbete, framförallt med Norge. Detta yttrar sig främst genom samarbete inför den nya AUS- hanboken och när det gäller utbildningsplaner. > Det är en högre säkerhetsnivå på AUS-montörer då de har mer utbildning där det fokuseras mer på säkerhet. Om en montör i gruppen har gått en AUS utbildning, höjs säkerheten i hela gruppen.

16 Utbildning

17 Risker vid AUS > Vid AUS finns alltid en viss risk för kort- eller jordslutning. Det ligger i arbetsmetoden att montörer som utför arbete med spänning befinner sig på eller nära spänningssatt anläggning. Vid ett fel (kort- eller jordslutning) nära en person uppstår följande farliga fenomen, oavsett arbetsmetod. > Strömkrafter som kan slå sönder utrustning, t ex porslinsisolatorer som i sin tur kan flyga i väg med hög hastighet och därmed skada personer > Ljusbåge som ger kraftig upphettning av omgivningen, vilket i sin tur kan ge brännskador > Strömgenomgång, ström genom kroppen > Tryckvåg som kan orsaka fall från hög höjd eller annan skada

18 Elektriska och magnetiska fält > AUS medför exponering för elektriska och magnetiska fält. > Storleken på fälten beror av ledningens typ, spänningsnivå och belastning och av avståndet till faslinorna. > Det är svårt att bevisa något när det gäller påverkan av elektriska och magnetiska fält, som uppstår vid 50 Hz. I Frankrike har EDF testat sina anställda från första anställning tills de slutar och har aldrig kunnat påvisa ett samband mellan exponering och hälsa. > Exempel på hur människor kan påverkas av elektriska och magnetiska fält kommer från byggnation av två olika 400kV ställverk i Sverige. > Inte direkt att applicera på AUS- montörer då montörerna exponeras för fälten under kortare perioder.

19 Olyckor > På elsäkerhetsverket för de statistik över alla olyckor som sker inom elbranschen. > Ingen uppdelning i statistiken mellan de olika metoderna > Få allvarliga olyckor har skett med AUS men konsekvenserna om en olycka är framme är förödande > De som arbetar med AUS hävdar dock att det egentligen är en säkrare metod då AUS-montörerna är extra utbildade och har större fokus på säkerhet. > Det har även inträffat många olyckor vid avbrottsarbeten, när montören trott att det varit spänningslöst fast spänningen varit på.

20 Väder > AUS är väderberoende, känslig för åska, regn och blåst > Det finns inte några föreskrifter angående väder > Det är upp till varje företag att bestämma hur de gör. > Det utförs alltid en riskanalys innan arbetets genomförande. Riskerna ska alltid elimineras, går det inte ska inte jobbet utföras med AUS > I SS-EN står det att det är viktigt att kunna säkra positionen och stå stabilt. > Om det blåser mycket är det viktigt att kunna säkra sin position.

21 Kontroll och ansvar > Tillbud och olyckor har blivit ett branschbekymmer sedan entreprenörerna avskiljdes från nätföretagen. > Det är mycket fokus på ekonomiska styrmodeller och detta skapar en press hos entreprenörer att effektivisera sin verksamhet. > Juridiskt sett har montörernas arbetsgivare det säkerhetsmässiga ansvaret. > Beställarföretagen försöker öka insynen genom att följa upp säkerheten. > Elsäkerhetsverket har genomfört ett projekt under hösten 2011 med oannonserade besök på arbetsplatser. > Undersökningen kommer att innefatta fem besök hos olika entreprenörer

22 Riskområdesberäkningar > I standarden SS-EN , finns värden som är framräknade under specifika förutsättningar. Förutsättningarna för varje arbetsmoment måste vara kända. > Då det inte är säkert att det faktiska arbetet har samma förutsättningar som i standareden, krävs det en kontroll att beräkningarna stämmer > Elsäkerhetsverket i Sverige kan godta andra värden än de som står i ESA, så länge det finns dokumentation på egna beräkningar.

23 Ekonomiska aspekter > Sverige har 3 s.k. Snitt i stamnätet. > Dessa snitt grundar sig på var det finns begränsningar i överföringskapacitet > Från och med den 1 november 2011 är Sverige uppdelat i fyra elområden kopplade till snitten > Elmarknaden är nu kopplad till dessa områden vilket ibland leder till olika priser i områdena > Bakgrunden till indelningen är att Sverige blivit anmälda till EUkommissionen för begräsningar av överföringskapacitet till utlandet vid effektbrist.

24 Elområden > Med elområdena blir det tydligare vad elen verkligen kostar. > Områdena har egen balans mellan elens tillgång och efterfrågan vilket kan leda till olika priser i de olika områdena > På det här sättet fås tydliga signaler om när kapaciteten inte räcker till och om var det behövs investeringar i nätet. > Avbrott i nätet som är orsakat av ett underhållsarbete kan komma att påverkar överföringskapaciteten mellan elområdena. > Detta är inte önskvärt om det leder till betydande prisskillnader.

25 Ett avbrotts kostnader > Den kommande tiden står Svenska Kraftnät inför många investerings- och reinvesteringsprojekt. > Det kommer sannolikt bli dyrare för Svenska Kraftnät att bedriva projekten som AUS men om man ser till samhällsekonomiska effekter borde AUS innebära fördelar. > AUS kostar oftast mer än avbrottsmetoden eftersom det kräver mer utbildning, mer personal, tar längre tid och kräver mer omfattande och dyr utrustning. > För att AUS ska kunna konkurrera med konventionella metoder måste det sättas pengar på hur mycket avbrott kostar. Idag finns ingen modell för att värdera avbrott likt KILE på norska region och lokalnät. > AUS kan vara en bra metod för att minska påverkan på marknaden eftersom det inte begränsar överföringskapaciteten. Ett avbrott kan komma att orsaka högre elpriser och i och med detta kan man uppskatta kostnaden för avbrottet. > Ett annat perspektiv att lyfta in i kostnadsjämförelsen är de ökande förlusterna som ett avbrott kan ge.

26 AUS-projekt på SvK > AL2 är en 220 kv ledning som går mellan Stalon och Korselbränna, norr om Strömsund. > På ledningen utfördes stolpbyten under sommar/höst > Arbetet utfördes som AUS då det var en omöjlighet att få ett så långt avbrott. > Från början var det 21 stolpbyten men i praktiken blev det ett 50-tal stolpar. > De arbeten som utfördes var byte av stolpar, isolatorkedjor och vibrationsdämpare.

27 AUS-projekt på SvK > Montering av temperatursensorer på brytare i en 400 kv station. > Två stora elavbrott i Sverige, 2003 och 1983, skedde på grund av överhettade kontakter i frånskiljare. > De hade gjort termografering med en IR-kamera, som är standardtekniken nu. > Detta har dock visat sig att den inte har tillräckligt stor noggrannhet > Dessa temperatursensorer sitter där kontinuerligt och har högre noggrannhet > Att fästa dessa var inget de ville ha avbrott för utan AUS var en förutsättning för detta jobb

28 AUS-projekt på SvK > Varmgång vid en frånskiljande brytare 220 kv station i Korselbränna > Varmgången upptäcktes under termografering > Då det var en trängd driftsituation var det inte aktuellt med avbrott. > En provisorisk åtgärd gjordes med AUS där felet slackades förbi > I somras åtgärdades problemet med avbrott.

29

30

31 Möjliga åtgärder för implementering av AUS > Samarbete > Utformning av stationer > Främja konkurrens > Jämförelse av kostnader > Referensprojekt > Beslut > Drivande personer > Satsa på små jobb > Kontroll av säkerhet > Kunskap > Underhållsavtal > Specialisering

32 Slutsatser > Svårt att få avbrott idag och det skulle kunna avhjälpas om AUS skulle användas. Eftersom avbrott inte har prissatts hittills har det dock inte funnits några ekonomiska incitament. > Studien har dock visat att AUS är en icke-fråga på Svenska Kraftnät.. > De flesta i verksamheten tror att en utveckling mot mer AUS är nödvändig, men det är mycket oklart hur detta ska ske. > Det som främst behövs för att AUS ska kunna utvecklas inom Svenska Kraftnät är: > Tydliga beslut från ledningen > En kunskapshöjning på företaget för att råda bot på skrönor > Avgöra vem som ska ta beslut om metodval vid underhåll > En person som ska fortsätta driva frågan genom hela organisationen och som har detta som sin främsta arbetsuppgift.

33 > Ett utvecklat samarbete med Norge inom denna fråga skulle kunna vara värdefullt > Omvärldsanalysen visade att det är svårt att direkt jämföra Sverige med något av de fraustående länderna inom AUS. > En förändring inom AUS på stamnätsnivå är inget som kan hastas fram. Det gäller att tänka långsiktigt och skynda långsamt för att få med hela organisationen i förändringen.