EXAMENSARBETE Åtgärdsplanering för Jukkasjärvi sockens belysningsförening Ida Holmbom 2014 Högskoleingenjörsexamen Elkraftteknik Luleå tekniska universitet Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Åtgärdsplanering 20 för Jukkasjärvi sockens belysningsförening Ida Holmbom LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET
Examensarbete Högskoleingenjör Elkraftteknik 180 hp Examinator: Math Bollen Utfört på Jukkasjärvi sockens belysningsförening u.p.a (JBF). Handledare: Hans Klippmark och Lars Johansson i
Förord Jag kom i kontakt med Jukkasjärvi sockens belysningsförening, JBF, i april 2013 då jag letade efter ett sommarjobb som skulle ge en första inblick i elkraftbranschen. Redan då befanns sig föreningen i en omvälvande fas där stora omorganisationer hade lett till att personalstyrkan var kraftigt nedskuren och externa resurser anlitades för att sköta drift och underhåll av elnätet. Under den sommaren arbetade jag tillsammans med konsulter som projekterade och beredde projekt för JBF:s räkning. Bland annat så tog jag fram markavtal och sökte bygglov för nya stationer, inga rutiner för denna typ av arbete fanns på föreningen och mycket tid gick åt till att söka information om vilka tillstånd som behövdes med mera. De projekt som påbörjades under den sommaren drabbades av förseningar med det resultatet att en del kunder i dessa områden fick en problemfylld vinter med avbrott och låg spänning som följd. Att utföra mitt examensarbete på JBF har varit intressant och lärorikt. Det var en utmaning att få fram relevant information om en förening där viktig information helt eller delvis saknades. Förhoppningen var att föreningen skulle kunna skapa nya rutiner och arbetsgångar med stöd av den information som tagits fram under arbetet med rapporten. Jag vill rikta ett stort tack till Hans Klippmark, vd på JBF, som hjälpt till med att vaska fram information om föreningens elnät. Vidare vill jag rikta tack till konsulter på SKKAB som utför arbete för JBF:s räkning; Peter Rolfs och Lars Johansson. ii
Sammanfattning Elnätet på JBF är föråldrat och bristfälligt dokumenterat. Nätet har inte uppgraderats i den takt som hade varit nödvändig för att hålla en god leveranssäkerhet och hög spänningskvalitet. Syftet med rapporten var att identifiera problemområden på föreningens elnät samt ta fram en åtgärdsplanering med rutiner och arbetsformer som genererar stabilitet i organisationen på föreningen. Tanken med åtgärdsplaneringen var att översynen vid projekt skulle förbättras, kommunikationsvägarna definieras och hanteringen av felanmälningar få en tydlig arbetsgång. För att ge en bild av hur läget på nätet ser ut idag har intervjuer genomförts, dataprogram har använts för att ge information om ledningsbeståndet och kundärenden har studerats. Syftet har inte bara varit att ta reda på elnätets status utan även att få en överblick av hur processer och projekt har genomförts, vilka rutiner som följts och generellt sett hur ärenden hanteras på föreningen. Då de befintliga datasystemen inte har kapacitet eller tillräckligt med information för att utföra nätberäkningar har jag utfört vissa beräkningar för hand. Dock var resultaten av beräkningarna utan någon större noggrannhet då tillräckligt med information och indata inte gick att få tag på. Resultaten presenteras till stor del i de bilagor som ingår i rapporten. Dock är ett flertal av dessa undantagna från den publika utgåvan av detta dokument på grund av sekretesskäl. I texten beskrivs dock tankegången bakom åtgärdsplaneringen i grova drag vilket även finns med i den publika utgåvan. Följande bilagor presenteras ej i den publika versionen: H och I. iii
Innehållsförteckning Examensarbete Högskoleingenjör Elkraftteknik 180 hp... i Förord...ii Sammanfattning... iii 1 Terminologi, förkortningar, formler och dataprogram... 1 2 Introduktion... 4 2.1 Bakgrund... 4 2.2 Mål och omfattning... 5 2.3 Metod... 5 2.4 Resultat... 5 3 Metod... 7 3.1 Lagar och förordningar samt råd om elkvalitet... 7 3.1.1 Ellag... 7 3.1.2 Författningssamlingar och standarder... 7 3.1.3 Elkvalitet... 8 3.2 Elnätet... 9 3.2.1 Avbrott... 10 3.2.2 Underspänning... 11 3.2.3 Utlösningsvillkor... 11 3.2.4 Risk- och sårbarhetsanalys samt åtgärdsplanering... 12 3.2.5 Ärendehantering vid felrapportering... 13 3.3 Fallstudier... 13 3.3.1 Nätstation T-512... 13 3.3.2 Nätstation T-128... 16 4 Resultat och diskussion... 19 4.1 Problemområden och åtgärdsförslag... 19 4.1.1 Ledningssträckningar lågspänning... 19 4.1.2 Identifierade risker... 21 4.1.3 Åtgärder... 21 4.2 Långsiktig planering... 21 4.3 Roller och ansvarsfördelning... 23 4.3.1 Projektmodell... 23 4.3.2 Kommunikationsplan... 24 4.3.3 Ärendehantering... 24
4.3.4 Prioritering... 24 5 Avslutning... 26 6 Referenser... 27 A. Bilaga, RSA/ÅP 2012... A B. Bilaga, SAIDI och SAIFI statistik 2013... B C. Bilaga, Fallstudie nätstation T-128... C D. Bilaga, Projektmodell... D E. Bilaga, Kommunikationsplan... E F. Bilaga, Ärendehantering...F G. Bilaga, Intervjufrågor... G
1 Terminologi, förkortningar, formler och dataprogram JBF Jukkasjärvi Sockens Belysningsförening u.p.a. Koncessionsområde RSA ÅP EMC Geografiskt område där anläggningsinnehavaren har rätt att bedriva elnätsverksamhet. Risk- och sårbarhetsanalys Åtgärdsplan Electromagnetic Compatibility (Elektromagnetisk förenlighet) SAIDI (System Average Interruption Duration Index) - Anger medelavbrottstid per kund och år. Endast avbrott som varade längre än 3 minuter ingår. SAIFI Ei Intäktsram Underspänning (System Average Interruption Frequency Index) Anger medelavbrottsfrekvens per kund och år. Även här ingår endast avbrott som varade längre än 3 minuter. Energimarknadsinspektionen Av energimarknadsinspektionen fastställt intäktstak, upp till detta har elnätsinnehavaren rätt att ta ut avgifter av kunderna. Spänning som understiger 90 % av den nominella spänningen Effektbehov med hjälp av Velanders formel P TOT = P 1 + P 2 P TOT = k 1 W + k 2 W P 1 = Den mest sannolika effekten P 2 = Risktillägg för att en större effekt än P 1 inträffar k 1 och k 2 = empiriskt funna konstanter W = Delbelastningarnas energiförbrukning i kwh/år 1
Spänningsfall ΔU = U 1 U 2 Spänningsfall i en ledning eller apparat med resistansen R och reaktansen X. Vid trefasberäkningar fås spänningsfallet ΔU per fas. Resistansen och reaktansen anges även de per fas. Fasvinkeln φ anges i grader. ΔU = R I cosφ + X I sinφ R = Resistansen i Ω X = Reaktansen i Ω I = Strömmen i A Induktansen i ledningarna anges i mh vilket gör att omräkning till impedansen i Ω måste ske innan beräkning. Utlösningsvillkor X = 2πf L f = Frekvensen i Hz L = Induktansen i H För att en säkring ska bryta strömmen till en ledning inom en viss tid krävs att vissa villkor är uppfyllda. Utlösningstiden för en viss säkring återfinns i den aktuella säkringens datablad som tillhandahålls av tillverkaren. För att beräkna jordfelsströmmen kan följande formel användas: Nominell ledningslängd c U fn I j = Z för + Z Lf + Z Lg I j = Jordfelsströmmen U fn = Nominella fasspänningen Z för = Förimpedansen fram till fasledaren Z Lf = Fasledarens impedans fram till felstället Z Lg = Återledarens impedans fram till felstället c = spänningsfaktor, vanligtvis 0,95 L n = c U fn Z L I u Z L = Impedans per meter I u = Utlösningsström enligt normerad säkringskurva (ger c = 0,85) 2
Överlastström I B I n I Z I 2 1,45 I Z I B = Belastningsström för vilken kretsen är dimensionerad I n = Överlastskyddets märkström I Z = Ledarens strömvärde I 2 = Gränsbrytström (Säkringar) Dataprogram ArcGIS är ett geografiskt informationssystem som använts av JBF för att dokumentera ledningsnätet som innehas av föreningen. Applikationen innehåller inga möjligheter till att utföra nätberäkningar, ta fram en kapitalbas eller projektera/bereda arbeten i. Digpro power solutions tillhandahåller även de ett geografiskt informationssystem dppower. Dock är detta program, i motsats till ArcGIS, särskilt utvecklat för elnätsbolag och programmet innehåller moduler som används vid nätberäkningar med mera. 3
2 Introduktion Uppdraget att ta fram en rapport som beskriver aktuella problemområden och som ska mynna ut i en åtgärdsplan har tagits fram av JBF. Förhoppningen är att materialet ska kunna användas på ett konstruktivt sätt när man i framtiden avser att förbättra och höja standarden på elnätet. 2.1 Bakgrund Idag befinner sig JBF i en omvälvande förändringsfas. föreningen kämpar med eftersatt underhåll av elnätet samtidigt som planering inför Kiruna stads omlokalisering måste påbörjas. Då organisationen på JBF har gått igenom stora förändringar behöver nya metoder och arbetssätt skall utformas. Förutom det eftersatta underhållet så har även utbyggnation och ett ökat effektbehov lett till att skicket på elnätet har försämrats. Framförallt handlar problemen om för långa och/eller felaktigt dimensionerade ledningar, vilka i sin tur ger följder som påverkar säkerheten på elnätet. På grund av de förändringar som föreningen genomgår saknas rutiner för hur åtgärder på elnätet ska planeras. Hittills har projekt planerats efter den aktuella projektörens tycke vilket i enskilda fall inte behöver leda till några som helst problem. När det är fråga om ett elnätsbolag så bör dock en gemensam policy följas då arbete utförs för föreningens räkning. Enhetliga rutiner borgar för att föreningens elnät projekteras på ett sammanhängande och långsiktigt sätt. Föreningen saknar även riktlinjer för hur processen ska gå till då kundklagomål inkommer. Kunder som har rapporterat in problem med spänningen i deras anläggningar har inte fått den återkoppling eller den hjälp de förväntat sig. Detta beror framförallt på att det i dagsläget saknas resurser och kompetens. Då föreningens organisation är mycket begränsad och konsulter hyrs in för att utföra projektering och beredning förlorar föreningen översynen av processerna som helhet. För att ge en bild av hur föreningen står sig i jämförelse med svenska elnätsbolag generellt sett så har avbrottsstatistiken undersökts. Enligt Ei var den genomsnittliga avbrottstiden, under 2010, 90 minuter per kund i Sverige (Avbrottsstatistik 2014). Nedan, i Tabell 1 Avbrottsstatistik, följer en sammanställning över avbrottsstatistiken på JBF under åren 2011-2013. Avbrott orsakade av eget nät SAIDI [min] SAIFI 2011 Oaviserade 317,97 2,64 Aviserade 100,08 1,01 2012 Oaviserade 93,22 1,26 Aviserade 99,38 0,62 2013 Oaviserade 35,81 0,49 Aviserade 181,94 0,65 Tabell 1 Avbrottsstatistik Avbrottsstatistiken är hög i jämförelse med Sveriges medelavbrottstid och i Tabell 1 Avbrottsstatistik har avbrotten som beror av överliggande nät inte tagits med. Därför är den faktiska tiden som kunder på nätet är drabbade av elavbrott än högre. Då föreningens elnät endast sträcker sig över landsbygdsområden med mycket luftledningar och långa avstånd så ökar mängden avbrott per kund samtidigt som tiden för dessa avbrott generellt också blir längre. Kvaliteten på elen som levereras på nätet har också brister. Den stora mängd luftledning som innehas av föreningen är i vissa fall underdimensionerad och/eller säkrad för högt. Det största problemet med kvalitén på elen är låg spänning vid inmatningspunkt till kundanläggning samt mycket avbrott. 4
2.2 Mål och omfattning Målet med rapporten är att identifiera områden som är i behov av omdimensionering och ta fram en åtgärdsplanering som kan användas då arbeten planeras på föreningen. Dokumentationssystemet som använts för att få fram data och information hade stora nackdelar. Ledningssträckorna presenterades inte från nätstation till slutkund utan endast till nästkommande brytpunkt. Detta gjorde att någon övergripande koll av längderna på ledningarna inte kunde uppnås. Spårning av nätet var inte möjlig i det befintliga dokumentationssystemet. Inte heller fanns det någon dokumentation om övriga ingående komponenter i ledningsnätet, med andra ord saknades information om säkringar, grupper och på somliga ställen även ledningstyp. I systemet Elvira, som användes vid fakturering, fanns däremot viss information som var av betydelse då nätets skick skulle kontrolleras. Här fanns uppgifter om transformatorområden och vilka abonnenter som hörde varje område till, samt energiförbrukningen för samtliga abonnenter. Vidare fanns inga andra metoder än handräkning för att beräkna spänningsfall med mera på nätet. Med hänsyn till bristande dokumentation och otillräcklig teknisk information på föreningen så begränsades rapporten till att framförallt undersöka områden i dppower och ArcGIS med avseende på underdimensionerade ledningar. Ärendehanteringen på föreningen skulle också ses över. I denna rapport tas dock endast ärenden som har med anläggning och elnät med i ärendehanteringen. 2.3 Metod Studier av lagar och förordningar har varit en viktig del av arbetet med rapporten. I och med att bolagen inom verksamhetsområdet elnät är omgärdade av lagar och regler så måste en åtgärdsplan vara så formulerad att kraven på lagenlighet är uppfyllda. Resurser på föreningen och abonnenter anslutna till elnätet har i intervjuer kunnat bidra med information till rapporten. Då beredare och personal inom JBF:s organisation har svarat på frågor i intervjuer har en bild av läget på föreningen skapats. Även risk- och sårbarhetsanalyser samt tillhörande åtgärdsplaner, från åren 2011-2013, har studerats för att få en översiktlig bild av verksamheten på föreningen. Under arbetet med att ta fram tillräckligt mycket information för att kunna skapa en uppfattning om vilka problemområden som finns på elnätet och en bild av hur elnätet ser ut idag har det befintliga dokumentationssystemet, ArcGIS, varit till hjälp. Även det nya systemet som i framtiden ska användas för all anläggningsdokumentation på föreningen, dppower, har kunnat bidra med viss information. Framförallt har systemen använts för att spåra långa lågspännings luftledningar på elnätet. I syfte att belysa de metoder som idag används på föreningen vid problem med elkvalitet (låg spänning/avbrott) i kundanläggningar så valdes två ärenden ut för granskning. Ett ärende som åtgärdats och ett som ännu väntade på felavhjälpning. I samband med en av fallstudierna så genomfördes en noggrannare mätning av elkvalitet i anslutning till berörd abonnents anläggning. Mätningen utfördes av Patrik Isaksson som i dagsläget arbetar som inhyrd tekniker/montör på JBF. 2.4 Resultat Rapporten har resulterat i att vissa problemområden identifierats, områdena har sorterats ut med avseende på långa lågspännings luftledningar och nätområden i behov av omdimensionering har pekats ut. En övergripande åtgärdsplanering för JBF:s elnät har även tagits fram. Denna rymmer rutiner för projektmodell, kommunikationsplan och ärendehantering. I resultatet presenteras metoder för hur föreningen ska arbeta för att ta fram användbara rutiner som borgar för att elnätet 5
sköts på ett långsiktigt hållbart sätt. Den framtagna åtgärdsplaneringen ger utrymme för att se till att resurser nyttjas på bästa sätt och att rätt åtgärder prioriteras. Tanken är att föreningen ska vidareutveckla och specificera de principer som presenteras i resultatet och knyta an dem till den organisation som föreningen håller på att utveckla. De mallar som presenteras i åtgärdsplaneringen ska kunna användas vid de olika scenarion som kan inträffa vid projektering på ett elnätsbolag. Tanken är att de ska vara smidiga att använda och enkelt kunna formuleras om för att passa just det projekt som står för dörren. Vidare presenteras även en princip för hur prioritering av åtgärder ska gå till, denna är viktig på JBF då föreningen behöver skapa en överblick över de åtgärder som är i störst behov av att utföras. 6
3 Metod Med syftet att göra en åtgärdsplan, som inte bara avhjälper felen utan även följer lagar och föreskrifter samt bibehåller goda kundrelationer, har material studerats. Med stöd av intervjuer, frågor ses i Bilaga, Intervjufrågor, och undersökningar i GIS-system har en nätbild målats upp och risker identifierats. Sammantaget är materialet i rapporten är en blandning av lagar och förordningar, generellt om elkvalitet, statusen på JBF:s elnät samt fallstudier. 3.1 Lagar och förordningar samt råd om elkvalitet Då elnätsbolagen har monopol på verksamheten som bedrivs inom sina koncessionsområden krävs att någon typ av myndighet har skyldighet att övervaka bolagen. Energimarknadsinspektionen är tillsynsmyndighet, utsedd av regeringen, som har till uppgift att granska bolagen och se till att de följer gällande regler och besluta om intäktsram för respektive bolag. De viktigaste lagarna och förordningarna som omgärdar nätbolagen och som denna rapport kommer i omedelbar kontakt med presenteras i korthet. 3.1.1 Ellag Den svenska ellagen (Ellag (1997:857) 2014) reglerar bland annat innehavet och skötseln av elektriska anläggningar. Under denna lag faller nätbolagens verksamheter och med basen i ellagen tas förordningar och föreskrifter om nätbolagens skyldigheter fram. I lagens tredje kapitel Nätverksamhet m.m. kan i de inledande bestämmelserna utläsas att företaget som innehar nätkoncession svarar för att dess ledningsnät är säkert, tillförlitligt och effektivt och för att det på lång sikt kan uppfylla rimliga krav på överföring av el. Den som innehar nätkoncession är enligt lagen skyldig att överföra el och kvaliteten på elen ska vara god. Vidare är innehavaren skyldig att se till att ett avbrott aldrig varar längre än 24 timmar. Som underlag för att säkerställa att innehavare följer lagen ska varje år en risk- och sårbarhetsanalys följt av en åtgärdsplan lämnas in till nätmyndigheten. Hanteringen av klagomål är också den reglerad enligt lag och nätbolagen är ålagda att ha en fastställd rutin för handläggningen av klagomål. 3.1.2 Författningssamlingar och standarder Författningssamlingar är samlade dokument som tillsammans återger lagar, förordningar och föreskrifter. Dessa skrivelser utges av myndigheter som elsäkerhetsverket och energimarknadsinspektionen. Elsäkerhetsverkets författningssamlingar (ELSÄK-FS 2008:1 u.d.) och (ELSÄK-FS 2010:1 u.d.) beskriver de regler som reglerar elsäkerheten på näten. Bland annat sägs att elnätsbolagen måste ha tillräcklig dokumentation av elnätet för att kunna garantera arbetare tillräcklig information för att kunna bedriva ett säkert arbete ur elsäkerhetssynpunkt. Föreskrifterna anger också hur en anläggning skall vara utförd för att följa god elsäkerhetsteknisk praxis samt säkerhetskrav på olika typer av elektriska anläggningar. I standarden (SS-EN 50160 2011) beskrivs hur spänningens egenskaper ska vara för att uppfylla de krav som ställs på elnätsbolagen i enlighet med ovan angivna skrifter. Under rubriken, 5.2.2 Spänningsvariationer, kan man utläsa att då ett elnät spänner över områden som inte är förbundna med stora sammanhängande elnät eller då elnätanvändarna befinner sig i särskilt avlägsna områden bör spänningsvariationerna inte överstiga +10 % / -15 % av den nominella spänningen U n. I dessa fall bör elnätsanvändarna informeras om detta. Under normala driftsförhållanden gäller att spänningen ej får avvika mer än ±10 % av U n. 7
I det fall ett klagomål inkommer till elnätsbolaget och behov finns av att utföra mätningar i anslutning till kundens anläggning skall denna mätning utföras under en veckas tid och i enlighet med standard. (SS-EN 61000-4-1 2009) 3.1.3 Elkvalitet I denna rapport ska områden med problem med spänningen identifieras, dessa begränsas dock framförallt till områden där förekomst av långa eller feldimensionerade ledningar är belägna. Men i den åtgärdsplanering som rapporten mynnar ut i krävs att andra aspekter där även andra problem med spänningskvalitén tas med. När man talar om begreppet elkvalitet kan man dela in detta i två delar: Leveranssäkerheten; frihet från avbrott. Spänningsgodheten; vilka gränser spänningen hålls inom. Ei har sedan 2011 samlat in avbrottsstatistik från samtliga elnätsbolag i Sverige. Denna statistik tas med i beräkningen då intäktsramen för nästkommande fyra-årsperiod beslutas. Ett bolag med en mycket hög avbrottsstatistik kan räkna med att intäktsramen kommer att minska, se Figur 1 Reglering av elnätspriser beroende på leveransens kvalitet. Dock aldrig med mer än det belopp som motsvarar avkastningen i kapitalbasen, 5 kap. 7 (Ellag (1997:857) 2014). Figur 1 Reglering av elnätspriser beroende på leveransens kvalitet I Ei:s publikation (Sjöberg och Gustavsson 2010) gavs beskrivningar av hur kvaliteten på elnäten skulle bedömas inför tillsynsperioden mellan 2012-2016. Bland annat sägs det i skrivelsen att ett elnäts standard inte skall försämras från den nivå det befinner sig idag. I (EIFS 2013:1 u.d.) beskrivs kraven för hur kvalitet ska bedömas vad gäller spänningen. För att uppfylla kraven skall, i det fall mätningar måste utföras, elkvalitet mätas enligt angivelserna i (SS-EN 61000-4-1 2009). Följande parametrar ska då uppfylla kraven enligt EIFS 2013:1: Långsamma spänningsändringar Spänningsövertoner Spänningsosymmetri Kortvarig spänningssänkning Kortvarig spänningshöjning Snabb spänningsändring 8
I Figur 2 Diagram över begreppet elkvalitet visas en schematisk bild av hur begreppet elkvalitet kan delas in. I rapporten kommer framförallt innehållet i den högra grenen, spänningsgodhet där problem med underdimensionerat nät i förhållande till lasten att beröras. Elkvalitet Leveranssäkerhet Spänningsgodhet Systemfel Systemfel Laststörningar Avbrott Avbrott Spänningsdipp Transient Överspänning Flimmer Övertoner Obalans Spänningsvariationer Figur 2 Diagram över begreppet elkvalitet Bristande elkvalitet kan påverka den utrustning som är ansluten till elnätet på ett negativt sätt. Några följder kan vara att dess livslängd förkortas, apparaten stannar eller i vissa fall att den skadas på ett bestående vis. Att problem med elkvalitet finns beror inte av en ensam part utan är resultatet av hur samspelet mellan elnät, kund och apparatens utformning fungerar. Ansvaret för att elen håller god kvalitet i anslutningspunkten ligger dock på elnätsägaren. Kunder på elnätet har inte tillåtelse att ansluta störande laster till elnätet och om elnätsägaren kan upptäcka att störningar kommer från en specifik anläggning har innehavaren rätt att ta ut en avgift för att bekosta de åtgärder som måste till för att korrigera för störningen. (Berglund och Åkerlund 2004) 3.2 Elnätet JBF:s elnät sträcker sig österut, med början i Kirunas utkant, mot Svappavaara och vidare mot Vittangi och Parakka. I Figur 3 Koncessionsområde (Karta elnätet 2014) visas en översiktsbild över det koncessionsområde som elnätet sträcker sig över. Elnätet består i huvudsak av landsbygdsnät som till stor del består av luftledningar. Kablifiering av nätet har påbörjats och i vissa av de större byarna har föreningen kabelförlagt merparten av ledningarna. I dagsläget är delar av elnätet dokumenterat i systemet ArcGIS som framförallt är ett system som hanterar kartmaterial. Mycket av de nödvändiga uppgifterna som krävs för att kunna få en rättvis och korrekt bild av elnätet saknas idag. Exempelvis finns inga uppgifter om stationernas eller kabelskåpens scheman, utgående grupper, säkringar eller förimpedanser i inmatningspunkterna från överliggande nät. Ett projekt är dock igång där hela elnätet avses att dokumenteras i systemet dppower, utvecklat av Digpro 9
solutions, som har en bredd och styrka som kommer att underlätta mycket vid vidare byggnationer och omdimensioneringar av elnätet. Figur 3 Koncessionsområde Föreningen har nätkoncession på all lågspänning, varav 140 km luftledning och 38 km matarkabel mark, samt högspänning upp till 20 kv, cirka 230 km, inom verksamhetsområdet. Elnätet försörjer 2373 kunder varav 8 är av typen högspänning (siffror hämtade från den årliga, till Ei inrapporterade, avbrottsstatistiken 2013, se Bilaga, SAIDI och SAIFI statistik 2013). Antalet transformatorer uppgick, enligt uppgifter inlämnade till Ei 2013, till 128 stycken, enligt de uppgifter som finns inlagda i dokumentationssystemet dppower finns 131 stycken. Häri består skillnaden troligtvis i det faktum att dokumentationssystemet inte har uppdaterats sedan 2011. Elnätet abonnerar sammanlagt effekten 9 MW, 2013, som levereras via två inmatningspunkter. 3.2.1 Avbrott Utifrån den avbrottsstatistik som lämnats in till Ei finns det klara incitament för JBF att åtgärda de aktuella störningarna. En minskad avbrottsstatistik ger föreningen möjligheter att öka intäktsramen och därmed ges ytterligare möjligheter till satsningar på nätförbättrande åtgärder. I statistiken mellan åren 2011-2013 fås, förutom avbrottstiden som visas i Figur 4 Genomsnittlig avbrottstid i minuter per kund och år, även svar på om det fanns någon specifik abonnent som blev drabbad av avbrott oftare än andra. Antalet avbrott som en enskild kund drabbades av hade enligt statistiken minskat från 13 stycken under 2011 till 8 stycken under 2013. Tiden för sammanlagda avbrottsminuter som en enskild kund drabbades av låg under åren 2011-2012 på mellan 28 till 20 10
timmar (1700 till 1200 minuter). Antalet kunder som har klarat sig från avbrott har minskat från 320 stycken till 94 stycken under de undersökta åren. Totalt Oaviserade avbrott Aviserade avbrott 2013 Totalt Oaviserade avbrott Aviserade avbrott 2012 SAIDI Totalt Oaviserade avbrott Aviserade avbrott 2011 0 100 200 300 400 500 600 700 Totalt antal avbrottsminuter Orsakade av överliggande nät Orsakade av eget nät Figur 4 Genomsnittlig avbrottstid i minuter per kund och år De allra flesta kunder är medvetna om att man som abonnent kan få räkna med några minuters avbrott varje år. Den post som är till störst förtret för den generelle förbrukaren är de oaviserade avbrotten. Dessa har på JBF hållit en genomsnittlig tid av 300 minuter eller 5 timmar per kund och år under åren 2011-2013. Här finns det mycket att förbättra, ett landsbygdsnät i gott skick bör kunna hålla denna statistik under 90 minuter per kund och år. Vid undersökningar av de kunder som drabbats frekvent av avbrott har somliga paralleller kunnat dras till problem med underdimensionerade nät. I intervjuer med bland annat entreprenörer verksamma på JBF:s elnät så framkommer det att de främsta orsakerna till avbrotten är underdimensionerade nät, kabelfel och yttre åverkan från bland annat fallande träd. 3.2.2 Underspänning Problem med underspänning på elnätet är svåra att identifiera. Framförallt på grund av den bristande dokumentation som finns tillgänglig. De tydligaste indikationerna på problem med för låg spänning kommer från kunder som lämnat in klagomål. Dessa klagomål har då en tendens att grunda sig i att kunderna uppmärksammat problemen i samband med installation av någon ny elektrisk apparat som exempelvis luftvärmepumpar eller värmepannor. I något fall har den elektriska apparaten haft skyddsfunktioner som stängt av den då spänningen mellan faserna har varit allt för osymmetrisk eller spänningen för låg. Då ledningsnätet kontrollerades med avseende på för långa ledningar i förhållande till ledningens märkström kunde 37 sträckningar omedelbart identifieras. Vidare undersökningar visade att somliga av dessa redan hade byggts om och att andra hade en så låg sammanlagrad belastning att problem med underspänningar inte var ett bekymmer. 3.2.3 Utlösningsvillkor Ett återkommande problem vid undersökningar av elnätets skick var den bristfälliga dokumentationen. Underdimensionerade nät där långa ledningslängder leder till stora spänningsfall i ledningarna orsakar inte bara abonnenterna problem med underspänning utan ger även föreningen 11
problem med säkerheten på elnätet. Då uppgifter om säkringar och förimpedanser saknas i dokumentationen kommer inga utlösningsvillkor att beräknas för JBF:s elnät. Generellt kan dock sägas att långa ledningar med förhållandevis liten dimension och transformatorer med liten effekt leder till höga värden på impedanserna. Detta kan i sin tur leda till att strömmen i felstället inte blir tillräckligt hög för att skyddet ska lösa ut. I undersökningarna som genomfördes av elnätet återfanns en ledning som hade längden 1561 m. Ledningen i fråga var av typen ALUS 4*50 och den försörjde sammanlagt åtta kunder med elenergi, i den yttersta punkten på ledningen fanns en kund ansluten. Tillsammans förbrukade kunderna cirka 9000 kwh/år. Försakas förimpedansen till ledningen kan en uppskattning göras av vilken storlek säkringen bör vara av för att uppfylla villkoren om utlösningstiden i dess yttersta punkt. Beräkning för jordfels- kortslutningsström i yttersta punkten av den aktuella ledningen ger: I j = c U fn I j = Z för + Z Lf + Z Lg 0,85 230 0 + 0,64 1,561 + 0,64 1,561 = 97,8A Vanliga säkringar löser vid 1,6 gånger säkringens märkström, men dock först efter mycket lång tid, fås en kortslutningsström om 3 till 7 gånger säkringens märkström så löser säkringen ut inom en sekund. Om en vanlig knivsäkring används och kravet om en utlösningstid mindre än fem sekunder hållas så bör 32 A säkring sitta i utgående fack från matande transformator. Att det sitter säkringar med sådan liten strömbegränsning i elnätet är ovanligt och troligtvis är aktuell säkring högre än så. Detta kan vid ett eventuellt fel leda till allvarliga konsekvenser som till exempel brand. 3.2.4 Risk- och sårbarhetsanalys samt åtgärdsplanering Sedan 2006 har elnätsbolagen varit skyldiga att upprätta en risk- och sårbarhetsanalys följt av en åtgärdsplan enligt den svenska ellagen. I (EIFS 2013:3 u.d.) specificerades de krav som omfattade utformningen av risk- och sårbarhetsanalysen samt tillhörande åtgärdsplan. Vad gäller innehållet i risk- och sårbarhetsanalysen skulle informationen ge: elnätsägaren kännedom om de brister i elnätet som kan leda till avbrott kunderna information om leveranssäkerheten på nätet Ei tillräckligt med underlag för att kunna välja nätbolag som skall granskas ytterligare med avseende på leveranssäkerheten. I risk- och sårbarhetsanalysen upprättades en nulägesanalys, risker identifierades och klassificerades och åtgärder prioriterades. En risk och sårbarhetsanalys upprättades i samarbete med PICAB ett konsultbolag som utförde tjänster inom bland annat elkraftområdet (Axelsson 2011). Därpå följande år har risk- och sårbarhetsanalysen uppdateras årligen även då tillsammans med konsulter från samma bolag, PICAB. Risk- och sårbarhetsanalysen har upprättats i enlighet med de rekommendationer som branschorganisationen Svensk energi har gett ut. Detta innebär att en grovanalys har upprättats enligt IEC 60300-3-9 var resultatet har presenterats i en sannolikhets- och konsekvensmatris. De identifierade risker som har koppling till lågspänningsnätet gäller oisolerade kabelskåp, yttre åverkan på IFÖ-lådor samt undermåligt underhåll av befintliga nätstationer. I risk- och sårbarhetsanalysen från 2012 tillkom även problem med långa lågspänningsledningar. I 2013 års analys uppmärksammades bristerna i dokumentationen samtidigt som ytterligare områden med långa 12
lågspänningsledningar hade lagts till. Se Bilaga, RSA/ÅP 2012, för mer information om den till Ei inlämnade risk- och sårbarhetsanalys samt tillhörande åtgärdsplanering. Vissa av de planerade åtgärderna hade utförts då denna rapport skrevs, här kan nämnas utbyte av vissa ledningar och transformatorer. I andra fall hade åtgärder ännu inte vidtagits och i vissa fall hade ytterligare risker identifierats (problemet var större än förväntat och krävde andra åtgärder än de man hade planerat). 3.2.5 Ärendehantering vid felrapportering Idag saknas tydliga rutiner för ärendehanteringen på bolaget. Felanmälan kan ringas in på journummer som bland annat finns angivit på föreningens hemsida. Alternativet är att kontakta kundtjänst via e-post, telefon eller besöka kundtjänst på föreningens adress. Av samma anledning som ärendehanteringen på föreningen saknar rutiner och därmed leder till problem med kundrelationerna så saknar även arbetsgången på föreningen rutiner och riktlinjer. De största problem som blir resultatet av personal- och kompetensbristen på föreningen är förseningar vid underhålls- och nybyggnationer. Förseningarna har bestått i utdragna bygglovsprocesser, ej returnerade markavtal men även försenad drifttagning på grund av bristande kommunikation. I intervjuer med beredare som är/har varit verksamma på JBF:s elnät framkommer att det framförallt är bristfällig kommunikation som har lett till konsekvenserna med försenade projekt. Föreningen anlitar extern arbetskraft för drift och underhåll samt projektering och beredning vilket får direkta konsekvenser för översikten av det arbete som bedrivs på föreningen. I dagsläget arbetar en person på JBF med att samordna mellan de olika firmor som är verksamma som entreprenörer och konsulter på föreningen. Samma person har ansvaret över föreningens anläggning, personal, vissa administrativa arbetsuppgifter med mera. Ansvaret för driften ligger även den på extern organisation, sammantaget leder denna otydliga organisation till uppenbara problem i arbetsgången på föreningen. Som en motvikt till bristerna i de rutiner som finns på föreningen kan nämnas att flertalet av de entreprenörer som arbetar i anslutning till JBF har god nätkännedom och länge har varit verksamma på nätet. Denna kompetens är en tillgång som kommer föreningen väl till pass, framförallt vid en tidpunkt som denna, då omorganisationer har genomförts på föreningen och den nya strukturen ännu inte befästs. 3.3 Fallstudier Som ett led att få en överblick över hur klagomål från kunder hanteras i dagsläget valdes två ärenden, som rörde underspänning, ut för granskning. Ett av områdena, nätstation T-512, är i dagsläget åtgärdat. Det andra området, nätstation T-128, har ännu inte åtgärdats. 3.3.1 Nätstation T-512 Fallstudien för det första fallet med låg spänning rörde en abonnent i byn Kurravaara, abonnenten i fråga var ansluten till nätstationen T-512. Med hjälp av e-post korrespondens mellan kund och föreningens kundservice samt intervju med berörd abonnent skapades en uppfattning om ärendet i sin helhet. Fastighetens elanläggning hade under en längre tid haft problem med strömförsörjningen. Problemen bestod i både återkommande avbrott och förmodade spänningssänkningar, där blinkande lampor med mera hade observerats. Då abonnenten installerade bergvärme utförde installatören, enligt kund, noggranna mätningar som visade på såväl underspänning som betydande differens mellan faserna. Mätningen som utfördes av installatören av värmepannan visade att spänningen varierade mellan 190 till 216 V. Felanmälan lämnades in då abonnenten fick uppenbara problem med 13
installationen. Den aktuella värmepannan som hade installerats varnade för fasfel då differensen mellan faserna översteg 10 % för att sedan stänga av sig för att skydda apparaten. 3.3.1.1 Ärendehantering I den intervju som genomfördes med drabbad kund framkom ett visst missnöje med ärendehanteringen. Kunden upplevde att föreningen inte hade fullgjort sina skyldigheter gentemot kund, återkopplingen hade varit långsam och information om felavhjälpningen obefintlig. Kunden hade i det första steget vänt sig till det anvisade jour-numret, som bland annat finns tillgängligt på föreningens hemsida, där han fick instruktioner om att höra av sig till kundservice på föreningen. Kunden blev även lovad återkoppling i ärendet av jour-personalen, vilket han inte fick. Korrespondens mellan kund och förening inleddes där kund blev utlovad kontakt med en nätplanerare som eventuellt skulle kunna anordna en tillfällig lösning som skulle säkerställa elens leverans fram tills att området skulle byggas om och tas i drift i nytt utförande. Inte heller denna gång blev kund kontaktad eller fick någon återkoppling. I dagsläget visste kunden inte huruvida problemen med spänningen var åtgärdade eller ej. (Nylund 2014) 3.3.1.2 Spänningsfallsberäkning Vidare undersökningar av transformatorområdet visade att ledningsnätet mest troligt var underdimensionerat. De mätdata som användes för utredningen hämtades från debiteringsprogrammet Elvira, som på JBF är den enda möjligheten att kunna utröna något om den aktuella effektförbrukningen. Noggrannheten var inte optimal då differensmätning ännu inte hade införts till fullo på nätet. Dock kunde antaganden om förbrukningen göras med tillräcklig noggrannhet för att dra slutsatser om huruvida nätet uppfyller de krav som ställs angående spänningsgodheten med avseende på underspänningar. Figur 5 Ledningssträckning nätstation, T-512, till drabbad abonnent, 5:3 Med hjälp av handräkning beräknades det högsta förväntade spänningsfallet som kunde inträffa mellan nätstationen och berörd abonnent. Det maximala (sammanlagrade) effektbehovet beräknades med hjälp av Velanders formel där konstanterna k 1 och k 2 hade valts till 0,00019 respektive 0,0632 som är empiriskt funna konstanter som är tillämpningsbara på landsbygdsnät. Att valet föll på dessa, redan beräknade konstanter och inte på konstanter empiriskt funna på JBF:s elnät, beror på att tillräckliga resurser för den typen av beräkningar inte fanns tillgängliga. 14
Spänningsfallet beräknades för tre delsträckor, som uppmätts i ArcGIS, där det totala spänningsfallet vid maximal belastning uppgick till 28 V eller 12 % per fas. Maximala belastningsströmmar beräknades med hjälp av de sammanlagrade effektbehovet som räknats ut med hjälp av Velanders formel. Uppgifter om belastningarna hämtades ur debiteringsprogrammet Elvira. I Figur 5 Ledningssträckning nätstation, T-512, till drabbad abonnent, 5:3 visas en översiktsbild över ledningssträckningen mellan matande transformator och abonnent. Utifrån de beräknade värdena Delsträcka 1 ALUS 4*50 där R=0,64Ω/km och X=0,0942Ω/km. l = 0,222km I = 123A ΔU = 0,64 0,222 123 0,8 + 0,0942 0,222 123 0,6 = 15,5V Delsträcka 2 ALUS 4*50 där R=0,64Ω/km och X=0,0942Ω/km. l = 0,302km I = 68,5A ΔU = 0,64 0,302 68,5 0,8 + 0,0942 0,302 68,5 0,6 = 11,8V Delsträcka 3 Cu10 där R=1,76 Ω/km, X=försummas. l = 0,025km I = 25A ΔU = 1,76 0,025 25 0,8 = 0,9V För samtliga sträckor ansattes cosφ=0,8, vilket gav sinφ=0,6. Totala spänningsfallet ΔU = 28,2V eller 12 % kan slutsatser dras om kvalitén på elen och i detta fall var spänningsgodheten troligen inte tillräckligt bra. Definitivt svar kan inte presenteras då felmarginalerna vid beräkningarna var för stora. Det tillgängliga indata som fanns vid tidpunkten för beräkningen var inte tillräckligt omfattande för att med säkerhet kunna precisera problemet eller dess magnitud. 15
3.3.1.3 Åtgärder I samband med nyanslutningar till en ny nätstation i närområdet så omfördelades belastningarna från aktuell transformator. Problemen är i dagsläget avhjälpta, den aktuella stationens belastningar omfördelades och lastade på så sätt av transformatorn. Ytterligare nätförbättrande åtgärder planeras också i området. (Rolfs 2014) 3.3.2 Nätstation T-128 Det andra fallet rörande låg spänning gällde en abonnent ansluten till nätstationen T-128 som är belägen i byn Poikkijärvi. Abonnenten (Pounu 2014) intervjuades i samband med att material till studien samlades in. Abonnenten hade sedan inflyttning till fastigheten, 2012, upplevt problem med låg spänning och flertalet avbrott. Felavhjälpningen vid avbrott hade uppfattats som att den fungerade mycket bra och att problemen hade åtgärdats omgående. Problemen med låg spänning till fastigheten däremot, hade inte avhjälpts inom rimlig tid. Enligt kund hade inget gjorts för att avhjälpa problemen vid denna intervjus tidpunkt, 17/4 2014. Under hösten 2013 installerade abonnenten en luftvärmepump och i samband med detta gjordes mätningar som visade på låg spänning. När luftvärmepumpen stannade när temperaturen understeg -25 C utfördes av kund mätningar som visade att spänningen vid inkommande faser endast låg på 198V. I januari 2014 upptäcktes även att abonnenten hade problem med olika spänning på respektive fas. 3.3.2.1 Ärendehantering Felanmälan lämnades in den 14/2 2014 och cirka en och en halv månad senare fick kunden återkoppling i ärendet. Återkopplingen bestod då i att en tekniker skulle sätta upp en elkvalitetsmätare vid kundanläggningen, detta hade ännu inte skett vid tidpunkten för intervjun. 3.3.2.2 Spänningsfallsberäkningar Med samma tillvägagångssätt som vid spänningsfallsberäkningarna i det första fallet utfördes beräkningarna för denna ledningssträckning. Även i detta fall kunde ledningssträckorna delas upp i tre bitar där vardera beräknades med de tillhörande delbelastningarna sammanlagrade enligt Velanders formel. I Figur 6 Ledningssträckning nätstation, T-128, till drabbad Figur 6 Ledningssträckning nätstation, T-128, till drabbad abonnent, 5:79 abonnent, 5:79 visas en områdesöversikt. 16
Även i detta fall uppskattades delsträckorna med hjälp av den data som fanns tillgänglig i ArcGIS. Belastningarna hämtades, som tidigare nämnt, från debiteringsprogrammet Elvira. Delsträcka 1 EKKD 4*10/10 där R=1,81Ω/km och X=0,0942Ω/km. l = 0,316km I = 85A ΔU = 1,81 0,316 85 0,8 + 0,0942 0,316 85 0,6 = 40,4V Delsträcka 2 ALUS 4*50 där R=0,64Ω/km och X=0,0942Ω/km. l = 0,142km I = 38A ΔU = 0,64 0,142 38 0,8 + 0,0942 0,142 38 0,6 = 3,1V Delsträcka 3 Cu10 där R=1,76 Ω/km, X=försummas. l = 0,050km I = 25A ΔU = 1,76 0,050 25 0,8 = 2,2V För samtliga sträckor ansattes cosφ=0,8, vilket gav sinφ=0,6. Totala spänningsfallet ΔU = 45,7V eller 19,8 % Det handräknade spänningsfallet är mycket högt i förhållande till tillåtna maxvärden, här finns dock anledning att tvivla på beräkningens träffsäkerhet. Vid beräkningen har ingen hänsyn tagits till om det till största delen är till exempel sommarstugor som finns på nätstationens område. Men något säger det om skicket på nätet i området och förmodligen är det så att spänningsfallet överstiger gränsvärdena de dagar under året då belastningen är extra hög. 3.3.2.3 Åtgärder I dagsläget har ingen åtgärd utförts för att avhjälpa felet hos berörd abonnent. 17
2014-05-05 00:00 2014-05-06 00:00 2014-05-07 00:00 2014-05-08 00:00 2014-05-09 00:00 2014-05-10 00:00 2014-05-11 00:00 2014-05-12 00:00 2014-05-13 00:00 2014-05-14 00:00 Spänning per fas ÅTGÄRDSPLANERING FÖR JUKKASJÄRVI SOCKENS BELYSNINGS-FÖRENING 3.3.2.4 Elkvalitetsmätning hos abonnent En elkvalitetsmätning utfördes i anslutning till kundens anläggning där syftet var att ta reda på om problemen med spänningen var så pass allvarliga att de även uppkom vid tidpunkter då belastningen normalt är lägre. Mätningen utfördes under en veckas tid, den 5:e till den 12:e maj 2014, och följande mätvärden loggades med en minuts intervall; RMS spänning, RMS ström och aktiv effekt. Mätningen i fält utfördes av teknikern Patrik Isaksson som en entreprenör verksam på JBF. Mätutrustningen var en Kyoritsu 6305 3-fas mini energianalysator. Analys av mätvärden påvisade inga problem med kvalitén på elen vid tidpunkten för mätningen. Hade mätningen utförts vintertid skulle värdena förmodligen ha avvikit från de tillåtna gränsvärdena. Mest intressant skulle i detta fall spänningens utseende ha varit. I diagrammet nedan, Figur 7 "Analys av spänningen", visas de RMS-värden som uppmättes under perioden. 250,00 245,00 240,00 235,00 Mätvärden anslutningspunkt 230,00 225,00 220,00 215,00 210,00 205,00 V1[V] V2[V] V3[V] Figur 7 "Analys av spänningen" Efter analys av mätvärdena kan det egentligen bara konstateras att för att få värden som visar problem med spänningen så krävs att tidpunkten väljs med större omsorg. 18
4 Resultat och diskussion För JBF, som nu har påbörjat en ny linje inom organisationen, finns det stora möjligheter att få till en bra arbetsmetodik och tydliga rutiner på föreningen. Även en ny policy såväl intern som offentlig behöver tas fram och denna ska spegla den nya andan som finns på bolaget. Då denna rapport framförallt är inriktad på att ta fram en åtgärdsplanering för de delar av nätet som har problem med underspänning så kommer underlaget som framkommit att kort summeras under denna punkt. Först av allt så finns gränsvärden specificerade i föreskrifterna som rör elkvalitet och i dessa bör utgångspunkten vid en åtgärdsplanering hämtas från. Föreskrifterna säger, som tidigare nämnt, att spänningen ej får avvika med mer än ±10 % av det nominella spänningsvärdet. Om misstanke finns om att spänningen avviker mer än vad gränsvärdena tillåter ska en mätning av spänningens kvalitet utföras under minst en vecka och i enlighet med SS-EN 61000-4-30. Enligt ellagen ska bolagen följa uppsatta rutiner vid hantering av felanmälningar. Vidare finns vissa följdverkningar som måste beaktas då problem med underspänning föreligger. En direkt följd av underspänning är att apparater anslutna till elnätet får en sämre prestanda. Vid en närmare undersökning kan det även antas att säkerhetsbrister finns i anslutning till elnät med underdimensionerade ledningar. Detta framförallt då ledningslängderna är långa i förhållande till dess märkström vilket resulterar i att mycket små säkringar måste användas i transformatorernas utgående fack för att dessa ska lösa ut vid eventuellt jordfel/kortslutning. För att garantera att elen levereras med spänningsnivån inom gränsvärdena bör en inventering ske av de ledningar som framkommit ha lång längd i förhållande till sin märkström. I intervjuer har det framkommit att uppföljning samt återkoppling av ärendena är under all kritik. Detta kommer som en följd av att tillräckligt med personal saknas på föreningen och att de konsulter som hyrs in för att avhjälpa problemen inte sköter kundkontakter utan endast gör planering för hur problem ska åtgärdas. Den personal som finns tillgänglig på bolaget hamnar i en svår situation där arbetsbördan blir för stor. Resultatet av detta är att ärenden kan hamna mellan två stolar eller i vissa fall glöms de helt enkelt bort. Kunderna som lämnat in felrapporter upplever att återkopplingen varit mycket dålig och att de inte fått någon information om deras ärende kommer att åtgärdas eller inte. 4.1 Problemområden och åtgärdsförslag Beredare och personal verksamma på JBF:s elnät fick svara på ett antal frågor vid intervjuer, se Bilaga, Intervjufrågor. Sammantaget kunde, från deras svar, en översiktlig bild av nätets status upprättas. De problem som idag finns på nätet beror till största del på de eftersatta reinvesteringarna. Istället för att åtgärda och bygga om nätet i den takt det utvecklats så har föreningen satsat på att utföra entreprenader åt andra bolag. I anslutning till omorganisationen så har en ny linje i denna fråga implementerats och fokus förflyttats till det egna nätet samt de arbeten som behövs utföras där. De problem som adresserades vid intervjuerna var framförallt underdimensionerade nät med avbrott och låg spänning som följd. Två byar, Piksinranta och Paksuniemi, pekades ut som områden med underdimensionerade nät i stort behov av ombyggnation. Dessa områden var under projektering och hade planerade startdatum under sommaren 2014. 4.1.1 Ledningssträckningar lågspänning I JBF:s nya dokumentationssystem kunde vissa undersökningar beträffande ledningsbeståndet göras. Data beträffande; ledningar till viss del dess längder samt ledningsdata, nätstationer och deras 19
geografiska placering samt storlek och geografisk information om kabelskåp och servisskåp kunde hämtas från programmet. För att sortera ut de ledningar som var underdimensionerade behövdes grundläggande information, om de på nätet vanligast förekommande, kablarna och ledningarna. Följande ledningar och kablar konstaterades vara frekvent återkommande installationer på nätet: Luftledningar ALUS 4x25 ALUS 4x50 ALUS 4x95 EKKD 4x10/10 Markkabel FKKJ 3x50/25 AKKJ 3x50/15 AKKJ 3x95/29 AKKJ 3x150/41 AKKJ 3x185/57 AKKJ 3x240/72 FAKTA VANLIGA UNDER- DIMENSIONERADE LEDNINGSTYPER ALUS 4x50 Märkström I n: 100A Resistans: 0,64Ω/km Reaktans: 0,0942Ω/km Maxlängd vid I n: 730m EKKD 4x10/10 Märkström: 77A Av dessa kunde det konstateras, i enlighet med de tillgängliga Resistans: 1,81Ω/km data som fanns, att samtliga markkablar var tillräckligt Reaktans: 0,0942Ω/km dimensionerade för att dess längd inte skulle vara för lång. I fallen med luftledningarna fanns dock ett antal ledningar som Maxlängd vid I n: 270m helt klart överskred maximala ledningslängder. I somliga av dessa fall kunde det vid en närmare undersökning visas att Figur 8 "Fakta ledningstyper" längden var tillräcklig i jämförelse med den last som låg på ledningen. Förutom dessa undantag så kunde 20 ledningar på olika geografiska positioner på nätet omedelbart konstateras vara underdimensionerade. Riskerna i dessa fall var differentierade med vissa områden där belastningen var mycket hög i förhållande till ledningsdimensionerna och i vissa fall fanns ledningssträckningar där det kunde antas att ledningen var på gränsen till att vara tillräckligt dimensionerad. I Figur 8 "Fakta ledningstyper" finns fakta om de ledningstyper som befanns vara underdimensionerade på JBF:s elnät. Följande transformatorområden identifierades som områden med stort behov av ombyggnation eller omdimensionering, karta i Fel! Hittar inte referenskälla.: T-134 Lehtisaari T-516 Penger T-128 Poikkijärvi T-136 Laxforsen T-140 Jukkasjärvi T-141 Jukkasjärvi Vidare återfanns stationerna: T-102, T-107, T-117, T-146, T-305, T-306, T-313, T-317, T-507, T-509, T- 513 och T-514 där riskerna befanns vara lägre. Sammanlagt hittades alltså 6 områden där behov av 20
ombyggnationer förelåg. Ytterligare 12 områden identifierades också som områden där elkvaliteten måste undersökas noggrannare för att kunna bilda en uppfattning av läget. 4.1.2 Identifierade risker Generellt för JBF:s elnät är att dokumentation är undermålig och här krävs insatser för att förbättra anläggningsregistret. I dokumentationen är det av stor vikt att inventering av ledningar, säkringar och transformatorstationer utförs. En stor del av lågspänningsnätet är underdimensionerat och på grund av den omfattande stadsflytten kommer ytterligare områden att bli utsatta för högre belastning. Risker som i dagsläget är stora på nätet är underspänning, ej uppfyllda utlösningskrav och avbrott men även stora nätförluster som en följd av de underdimensionerade näten. I intervjuer med anläggningsinnehavaren är en återkommande punkt de bristande rutinerna på föreningen. VD säger: Det finns ett stort behov av att börja arbeta mer strukturerat och målmedvetet med nätplanering och nätdrift. Rutiner och metoder behöver ses över i alla led. (Klippmark 2014) 4.1.3 Åtgärder De åtgärder som är lämpliga för lågspänningsnätet begränsar sig till omdimensioneringar, omgrupperingar och korrekt avsäkring, kablifiering och i vissa fall en ambulerande spänningshöjare. Just spänningshöjaren kan användas som en tillfällig lösning då nätet har akuta problem med underspänningar. Viktigt när åtgärderna planeras är att ta hänsyn till framtida behov och förväntad befolkningstillväxt i området. I vissa fall kan det vara lämpligare att avhjälpa de akuta problemen och sedan invänta samhällsomvandling innan en hel ombyggnation påbörjas. Detta framförallt ur en ekonomisk synvinkel. Arbete med att lägga ned mellanspänningskabel och bygga nya nätstationer på strategiskt utvalda områden på nätet kan till stor grad minska de problem med underspänningar som idag är vanliga på nätet. Här bör utredningar tillsättas för att beräkna hur stor inverkan kortare ledningslängder och kraftigare dimensionerad mellanspänningskabel har på förlusterna i nätet. Ju mindre nätförluster desto starkare incitament att åtgärda problem och reinvestera på nätet. Se Fel! Hittar inte referenskälla., för förslag till åtgärdsplanering för de identifierade riskerna. Områdena i Jukkasjärvi samhälle är undantagna då dessa kräver mer planering innan åtgärd. Åtgärderna är framtagna som akuta lösningar på problem med underspänning och baseras främst på att placera ut nätstationer som ger den geografiska täckningen som krävs inom området. Åtgärderna baseras på att spara så mycket som möjligt av de befintliga ledningssystemen i syfte att hålla kostnaderna för investeringarna på en nivå som inte påverkar planerade reinvesteringar på resterande elnät. 4.2 Långsiktig planering Då problem med underspänning noterats och en process har påbörjats för att åtgärda felet så bör en plan upprättas. Detta i syfte att välja de korrekta åtgärderna beroende på felets omfattning och de övriga ingående parametrarna. JBF:s elnät kan delas in i tre typer av områden: 1. Utspridda abonnenter/mycket små byar. 2. Större byar, där fler än 30 hushåll är abonnenter på elnätet. 3. Mindre orter. När man idag bygger om elnät satsas det framförallt på kablifiering. Detta är självfallet det solklara valet då det medför många positiva effekter för elkvalitén. Risken för yttre åverkan minskar 21
dramatiskt och därmed även de avbrott som vanligtvis uppstår i anslutning till användning av luftledning. Även inom kraftelektroniken kan lösningar erbjudas som avhjälper problem med underspänningar. Med hjälp av faskompensering ökar man utrymmet för den aktiva effekten på nätet. I JBF:s fall är det dock troligast att spänningsvariationerna som uppstår i nätet beror av långa/underdimensionerade ledningar varför just justeringar av desamma är att föredra som åtgärder. I samband med ombyggnationer bör alternativa vägar, reservmatningar, för elöverföring också beaktas. För att hantera problem med underspänning och avbrott är följande metoder att rekommendera: Kablifiering och omdimensionering Reservmatningar Kraftelektroniska lösningar Denna rapport har kommit till eftersom föreningen idag saknar rutiner kring åtgärdsplaneringen på elnätet. Som bakgrunden till rapporten antydde så är det av stor vikt att rutiner tas fram i syfte att säkerställa att all planering av elnätet sker på ett genomtänkt och långsiktigt sätt. Då rutiner tas fram är ett bra sätt att använda sig av målbilder. En målbild ska spegla föreningens policy och vara ett redskap då nätförbättringar planeras. Målbilden för JBF:s elnät bör grunda sig i de förutsättningar som föreningen kan förväntas ha de kommande åren. Följande punkter bör beaktas då en målbild projiceras: Antalet förväntade abonnenter Expansiva områden o Ökat antal abonnenter o Tillväxt av befintliga industrier o Uppkomst av nya industrier Framtida förväntade lagkrav o SMART-grid Elmätare Kommunikationsutrustning Framtida förväntad lastförändring o Energieffektivare applikationer o Högre andel störningar, EMC Leveranssäkerhet Spänningsgodhet Kundnöjdhet En målbild kan vara ett mycket användbart verktyg att arbeta mot då rutiner och riktlinjer tas fram för de processer som föreningens verksamhet går igenom. För många bolag kan det vara problematiskt att arbeta mot framtida scenarion, riskerna vid olika typer av investeringar blir högre och bolaget kan inte alltid förvänta sig att investeringarna ger tillräcklig ekonomisk avkastning. Dock kan vi lära av tidigare misstag; elnätsbranschen som helhet har undvikit stora satsningar med den följden att de idag kämpar mot eftersatt underhåll och problem med hög avbrottsstatistik. Genom att lagkraven har skärpts har bolagen tvingats till att åtgärda brister i elleveranserna. Hade bolagen haft en större framtidstilltro hade denna eftersläpning i högre grad kunnat undvikas. 22
Eftersom JBF har en mycket begränsad personalstyrka så krävs att processerna är tydliga och överskådliga. För att kunna garantera att projekt går framåt och i rätt riktning är det viktigt med en öppen kommunikation inom bolaget. Åtgärder sätts med fördel upp i projektform, även då det gäller mindre projekt, med tydliga avgränsningar. Detta eftersom ett litet projekt som till exempel rör ombyggnation till ett fåtal kunder sällan berör ett flertal intressenter. I dessa fall har någon tydlig filosofi saknats på bolaget vilket har lett till ogenomtänkta åtgärder. 4.3 Roller och ansvarsfördelning En förutsättning för att arbete ska löpa så friktionsfritt som möjligt är att samtliga anställda och de resurser som finns tillgängliga har fått en tilldelad roll och ibland även ett ansvarsområde. Samtlig personal ska veta vad som förväntas av dem, vem deras närmaste chef och/eller arbetsledare är och vart de ska vända sig för att få hjälp eller vägledning. Denna information ska finnas dokumenterad skriftligen och/eller digitalt men ska även förmedlas personligen till personalen på arbetsplatsen. Detta gäller även för tillfälliga arbeten såsom projekt eller entreprenader. Att arbeta i projektform har många fördelar för ett litet bolag där tillgängliga resurser är få. Processen som genomlöper ett projekt borgar för att inget glöms eller landar mellan två stolar. Alla som är involverade i projektet har tydliga instruktioner både vad gäller arbetsinsats och tidsåtgången för densamma. Att samtliga intressenter har tagits hänsyn till garanteras också då arbete utförs i projektform. Det finns otaliga projektmetoder att välja mellan och i vissa fall så passar kanske en metod bättre än en annan. När det gäller att få till rutiner som efterföljs så krävs dock att arbetsgången är enhetlig och att samma typ av arbetssätt praktiseras vid samtliga projekt. Inom projektet finns det dock utrymme för justeringar, för ett mindre projekt kan många delar bortses från och när det gäller ett större så bör samtliga bitar av projektplanen finnas med. 4.3.1 Projektmodell Vid framtagning av en gemensam projektmodell bör vissa huvuddrag utformas. Generellt sett finns det tre delar som bör beaktas då en gemensam projektmodell tas fram: 1. Processer och beslutspunkter 2. Roller 3. Dokumentmallar och checklistor Delarna ska utformas interaktivt tillsammans med den personal som kommer att arbeta i projekten men baslinjen kan bestämmas på förhand. Viktigt att komma ihåg när man arbetar i projektform är att de styrande dokumenten inte förtar den interna kompetens som projektets medlemmar kan bidra med. Se projektmodell i Bilaga, Projektmodell. Projektplanen bör läggas upp beroende på vad som initierat projektet. I mallen finns tre tänkta scenarion: Nyanslutning, reinvestering samt felanmälan. Fallet felanmälan behöver nödvändigtvis inte alltid sluta med en ombyggnation, men det är av stor vikt att en utredning påbörjas för att säkerställa el- och leveranskvalitet. Ärendehanteringen vid felanmälningar behöver med andra ord också struktureras för att kundnöjdheten på föreningen ska förbättras. Att kund får: omedelbar avhjälpning av akuta fel (avbrott) återkoppling inom rimlig tid möjlighet att göra sin röst hörd inför ombyggnationer 23
förbättrar kundnöjdheten avsevärt. Även personlig kontakt med kunder förbättrar relationerna och eftersom föreningen är litet finns stora möjligheter till en närmare kontakt med kunderna på nätet. I projektplaneringen ska kontakt med berörda abonnenter ingå som en egen punkt. 4.3.2 Kommunikationsplan Avsaknad av rutiner och dålig kommunikation var två punkter som lett till vidare bekymmer då projekt genomförts på föreningen. För att få till en fungerande kommunikation behöver kanaler för informationsutbyte bestämmas. Det finns ett flertal sätt att kommunicera, men för att alla ska ta del av informationen krävs engagemang och delaktighet. I JBF:s fall är fungerande informationsutbyte a och o, här är ett flertal entreprenörer och konsulter anställda av olika bolag verksamma. För att säkerställa att alla är uppdaterade kan det krävas att samma information kommuniceras ut på ett flertal sätt. De sätt som finns att välja mellan är skriftlig, elektronisk och personlig. Vilket sätt som ska användas beror inte bara av mottagaren utan även i vilket skede projektet befinner sig. Kommunikationsplanen utgår från projektmodellen och beskriver i vilka skeden som vilka kontakter tas och på vilket sätt informationen ska förmedlas vid respektive stadium. Se plan i Bilaga, Kommunikationsplan. I kommunikationsplanen ska även ingå den fortlöpande rapporteringen till projektledaren. Denna del av kommunikationen specificeras inte närmare i kommunikationsplanen då det är en så pass central del att den genomsyrar samtliga delar av projektets alla delar. Att de nödvändiga kontakterna och avstämningarna har ägt rum kontrolleras mot en checklista vid valda tidpunkter under projektets gång. 4.3.3 Ärendehantering I kommunikationsplanen finns riktlinjer för när vilka kontakter ska tas. Vid ett projekt som initierats som en följd av en inkommen felanmälan måste rutiner för ärendehantering upprättas. Oavsett på vilket sätt anmälan kommuniceras så ska ett nytt ärende upprättas. Detta gäller även för mindre fel, allt för att ärenden inte ska falla mellan stolarna eller glömmas bort. För att så snabbt som möjligt kunna bilda en uppfattning av problemet är det viktigt att snabbt återkoppla till kund och få mer information om felet efter att anmälan inkommer. Exempelvis så kanske fastigheten endast får problem med spänningen under tidpunkter då det är mycket kallt ute. I dessa fall är det bra om mätanordningar kommer på plats så snart som möjligt. Ärendet registreras lämpligtvis i en databas. I framtiden ska dokumentationssystemet dppower användas för ärendehantering. Men fram till dess att systemet har implementerats och börjat användas så krävs att en metod tas fram och att föreningen börjar ett aktivt arbete med ärendehantering. En mall för ärendehanteringen ses i Bilaga, Ärendehantering. Oavsett vilken typ av ärende det gäller så läggs det upp på projektform och ska därmed följa projektmodellen. 4.3.4 Prioritering Att få en långsiktig planering att hålla och ge önskat resultat kräver att åtgärder planeras i rätt ordning. För JBF är detta en kärnfråga då stadsflytten ställer hela närområdet till Kiruna stad i förändring. Denna fråga är framförallt av ekonomisk karaktär, prioriteras åtgärder i fel ordning kan resultatet bli att föreningen snart får bygga om redan åtgärdade områden. Sådana utsvävningar får inte plats i budgeten för ett litet nätbolag som JBF. För att kunna fatta rätt beslut krävs ett nära samarbete med Kiruna kommun där föreningen i ett tidigt skede får ta del av hur kommunen planerar ny bebyggelse. Här krävs att strategier tas fram för att på bästa sätt samordna reinvesteringar med pågående samhällsomvandling. 24
För att kunna fatta ett så bra beslut som möjligt då åtgärder prioriteras måste några punkter beaktas: Lagkrav o Elsäkerhet o Leveranssäkerhet och spänningsgodhet Framtida behov Ekonomiska förutsättningar Dessa punkter är avgörande då nätet ska planeras eftersom den ekonomiska livslängden och därmed även återbetalningstiden på denna typ av investeringar är mycket lång. I Tabell 2 Prioriteringsverktyg, visas en metod för hur man kan gå tillväga då åtgärder behöver prioriteras. Problemområdsäkerhet El- Exempel 1 Exempel 2 Exempel 3 Exempel 4 Exempel 5 Tabell 2 Prioriteringsverktyg Leveranssäkerhet/ Spänningsgodhet Framtida behov Ekonomiska förutsättningar Prioritering Tabell 3 Beskrivning av prioriteringsparametrarna, visar hur man med hjälp av färger och ett poängsystem kategoriserar åtgärderna i prioritetsgrupper. Poäng: 1 Poäng: 2 Poäng: 3 Poäng: 4 Elsäkerhet OK Har brister Dålig Mycket dålig Leveranssäkerhet/spänningsgodhet OK Har brister Dålig Mycket dålig Framtida behov Mycket små Små Stora Mycket stora Ekonomiska förutsättningar Mycket små Små Stora Mycket stora Elnätsområde Prioritering Tabell 3 Beskrivning av prioriteringsparametrarna Berörd/berörda nätstationer 4-6 poäng 7-10 poäng Underhåll Prio 3 11-13 poäng Prio 2 14-16 poäng Prio 1 Behovet av att ha ett verktyg för att prioritera insatser på elnätet blir större ju fler åtgärder som behövs. Hade skicket på JBF:s elnät varit gott skulle den här typen av kategorisering inte varit nödvändig. Så som läget nu ser ut så finns stort behov av att kunna sortera ut de åtgärder som är i störst behov av åtgärd och få en uppfattning om hur de ekonomiska förutsättningarna ser ut. När prioriteringen görs måste således undersökningar som fastställer åtgärdsbehov och beräkningar för investeringarnas livscykelkostnad göras. 25
5 Avslutning I resultatet presenterades verktyg som till stor del kan hjälpa föreningen att implementera rutiner och ge resurser/personal mål att arbeta mot. Uppföljning är a och o då arbeten mot nya mål påbörjas och utvärdering bör ske efter varje större projekt men även efter somliga mindre utförda projekt. Föreningen bör, efter att fullständig dokumentering av elnätet är utförd, undersöka nätets svaga delar. Långa ledningar, underdimensionerade nätstationer, felaktiga grupperingar och säkringar är delar på lågspänningsnätet i stort behov av en översyn. Under arbetet med att kablifiera ledningsnätet krävs att åtgärder vidtas för att begränsa uppkomsten av för stora kapacitiva jordströmmar. Strategiskt utplacerade nätstationer med inbyggd Petersen-spole är ett sätt att tampas med detta följdproblem. Framtida investeringar bör även planeras så att tanken på en framtida smart kommunikation mellan konsument och producent kommer att fungera den dagen då ett krav på smarta elmätare ställs. Att arbeta på ett långsiktigt hållbart sätt vid nätplaneringen kan ge god avkastning då framtidens elsystem rycker närmare. 26
6 Referenser Avbrottsstatistik. den 28 04 2014. http://ei.se/sv/el/elavbrott/avbrottsstatistik/. Axelsson, Göran. Risk och Sårbarhetsanalys för Jukkasjärvi Sockens Belysningsförening. Uppsala: PICAB, 2011. Berglund, Sven-Erik, och John Åkerlund. Elkvalitetsguide -för elanvändare och allmänt sakkunniga inom elområdet. Stockholm: ELFORSK, 2004. EIFS 2011:2. Energimarknadsinspektionens föreskrifter och allmänna råd om krav som ska vara uppfyllda för att överföringen av el ska vara av god kvalitet. Energimarknadsinspektionen. u.d. http://www.ei.se/documents/publikationer/foreskrifter/el/eifs_2013_1.pdf. EIFS 2013:3. Energimarknadsinspektionens föreskrifter och allmänna råd om risk- och sårbarhetsanalyser och åtgärdsplaner avseende leveranssäkerhet i elnäten. Energimarknadsinspektionen. u.d. http://www.ei.se/documents/publikationer/foreskrifter/upph%c3%a4vda%20f%c3%b6reskri fter/eifs_2010_3.pdf. Ellag (1997:857). Sveriges riksdag. den 28 04 2014. http://www.riksdagen.se/sv/dokument- Lagar/Lagar/Svenskforfattningssamling/Ellag-1997857_sfs-1997-857/. ELSÄK-FS 2008:1. Elsäkerhetsverkets föreskrifter och allmänna råd om hur elektriska starkströmsanläggningar ska vara utförda. Elsäkerhetsverket. u.d. http://www.elsakerhetsverket.se/global/f%c3%b6reskrifter/2008-1.pdf. ELSÄK-FS 2010:1. Elsäkerhetsverkets föreskrifter om ändring av föreskrifter (ELSÄK-FS 2008:1). Elsäkerhetsverket. u.d. http://www.elsakerhetsverket.se/global/f%c3%b6reskrifter/2010-1.pdf. Författarna och Liber AB. Elkraftsystem 1, Andra upplagan. Stockholm: Liber, 2011.. Elkraftsystem 2, tredje upplagan. Stockholm: Liber AB, 2012. Johansson, Hans, intervjuad av Ida Holmbom. Beredare (den 15 04 2014). Johansson, Lars, intervjuad av Ida Holmbom. Beredare (den 15 04 2014). Karta elnätet. den 15 05 2014. http://www.jbf.nu/?pid=49edaef722626&lang_id=sv&lid=49f55668e4020. Klippmark, Hans, intervjuad av Ida Holmbom. VD (den 14 05 2014). Nylund, Anders, intervjuad av Ida Holmbom. Abonnent (den 21 04 2014). Pounu, Jonas, intervjuad av Ida Holmbom. Abonnent (den 17 04 2014). Rolfs, Peter, intervjuad av Ida Holmbom. Beredare (den 13 05 2014). Sjöberg, Cia, och Bengt Gustavsson. Kvalitetsbedömning av elnät vid förhandsreglering - EIR2010:. Eskilstuna: Energimarknadsinspektionen, 2010. SS-EN 50160. Spänningens egenskaper i elnät för allmän distribution. 2011. https://enav-sisse.proxy.lib.ltu.se/sv/sok/~/pdfhandler.ashx?type=personalized&lang=sv&id=std-3334945. 27
SS-EN 61000-4-1. Mät- och provningsmetoder. 2009. https://enav-sisse.proxy.lib.ltu.se/sv/sok/~/pdfhandler.ashx?type=personalized&lang=sv&id=std-3333716. Tonnquist, Bo. Projektledning. Stockholm: Sanoma utbildning AB, 2012. 28
A. Bilaga, RSA/ÅP 2012 A
A