510 2021 Endringsartikkel 2717

1 Endringsinformasjon

EndringsID	2717
Forslagsdato	26.08.2020
Forslagsstiller	Øyvind Stensby
Klassifisering	Kravendring
Bok	510 Felles elektro
Kapittel	8 Lavspent strømforsyning
Avsnitt	4.3 Avbruddsfri strømforsyning
Forslagstekst	Gjelder krav f) 2. om ladetid for batterier. Prosjekt Arna-Bergen angir at de angitte 10-12 timer er et uvanlig strengt krav som i mange tilfeller fører til behov for kraftig dimensjonering av ladelikeretter. Jeg er usikker på hva som er det reelle behovet for så rask opplading. Vi bør vurdere å øke angitt tid.
Referansedokumenter

2 Systemdefinisjon

Krav om ladetid er generelt for systemer med batterier, til ulike formål. Bruk av batterier er en av flere tilgjengelige løsninger for å sikre reservestrøm til systemer som er driftskritiske, det vil si der konsekvens av manglende strømforsyning kan være stopp i togtrafikk. Jo større batterireserver som er implementert, jo kraftigere lader er det behov for for å oppnå den angitte ladetiden på 10 - 12 timer. I verste fall kan det også være nødvendig å øke dimensjoneringen av hovedstrømforsyningen for å oppfylle kravet.

Eksempel: Om en belastning med batteritid på 8 timer skal kunne lades i løpet av 12 timer, vil det innebære at laderen må dimensjoneres med en effekt tilsvarende 8/12 * 100% = 67% av belastningens effekt. Den summerte effekten som hovedstrømforsyningen må dimensjoneres for blir 167% av belastningens effekt. På grunn av egenskaper ved batterilading, at batteriene kan motta redusert ladeeffekt når de nærmer seg topplading, vil dimensjoneringen av laderen i virkeligheten måtte bli enda noe høyere. Ved stor belastningseffekt kan dette både gi kostbar lader og kostbar dimensjonering av hovedstrømforsyningen.

Batterianlegg brukes for å sikre reservestrøm til driftskritiske belastninger, det vil si der konsekvensen blir driftsforstyrrelser i togtrafikken om det aktuelle utstyret mister strømforsyningen. Batteri kan brukes i følgende konfigurasjoner:

• Batteri for å sikre reservestrømforsyning under omkopling fra hovedforsyning til reserveforsyning. Det vil si der det finnes redundante kilder, men det kan ta litt tid fra hovedstrømforsyningen faller ut til reservestrømforsyningen kopler inn. Det kan også omfatte oppstarttid for aggregat med automatisk oppstart. Typisk batteritid for slike anvendelser vil være ca. 15 minutter.
• Batteri for å sikre reservestrømforsyning fram til flyttbart aggregat er kjørt til stedet og startet opp. Batteritid må dimensjoneres avhengig av beredskap og utkjøringstid for aggregatet - men dersom utkjøringstiden blir mange timer må det forventes at fast aggregat med automatisk oppstart vil være mer hensiktsmessig.
• Batteri som eneste reservestrømforsyning. Batteritiden må dimensjoneres avhengig av forventet utfallstid for hovedforsyningen. Teknisk regelverk angir at 8 timer normalt er en rimelig dimensjonering av et slikt anlegg, men at det skal vurderes om enda lengre batteritid er nødvendig. Dersom denne løsningen brukes for store anlegg, kan det være nødvendig å dimensjonere batterianlegget inkludert lader og vekselretter svært kraftig. Løsningen egner seg derfor best for forsyning til mindre belastninger.

I tillegg kan batteri brukes til stabilisering av ustabil hovedforsyning som sol, vind eller kontaktledning. Det forutsettes her at slike forsyninger ikke skal være eneste forsyning til driftskritiske belastninger og at de derfor faller utenfor denne vurderingen og omfanget av kravet.

Ladetid for batteriene etter at hovedstrømforsyningen kommer tilbake dimensjoneres ut ifra at batteriene for forventede utfallshendelser er klare til neste gang det er behov for batteriene. Restkapasiteten etter den første hendelsen og oppladet energi fram til den andre hendelsen bestemmer hvilken kapasitet batteriene har til å håndtere den neste hendelsen.

Vanlige forsyninger har lav utfallsfrekvens, og det vil normalt forventes at det går mange uker mellom to utfall av en hovedstrømforsyning. Sett opp imot det framstår 10 - 12 timer som et strengt krav. Eventuelle tilfeller med omfattende utfall over lengre tid kan det uansett ikke forventes at Bane NOR dimensjonerer slike batterianlegg for å kunne håndtere. Slike tilfeller vil med stor sannsynlighet være forårsaket av svært dårlig vær.

Konsekvensen dersom slike flere slike hendelser likevel skjer etter hverandre i rask rekkefølge, vil være en kortere eller lengre forstyrrelse i togtrafikken fram til strømforsyningen kommer tilbake igjen, eller til man får koplet inn et reserveaggregat.

På grunn av den lave sannsynligheten og at konsekvensen normalt vil være håndterbar eller samfunnsmessig akseptabel, foreslås det at kravet til maksimal ladetid økes.

Det er ikke gjort nøye vurderinger av hvor lang ladetid som vil være tilstrekkelig, men ladetiden framstår uansett som lite kritisk for tilgjengeligheten til en banestrekning. Det foreslås at kravet justeres til to døgn, eller 48 timer. Det fører til at laderen kan dimensjoneres til omtrent 1/4 av dagens dimensjoneringskrav. Kapasiteten vil bygge seg opp jevnt, slik at batterianlegget etter noen timer vil ha kapasitet til å håndtere en hendelse med redusert varighet.

Negative konsekvenser av endringen kan kun inntreffe hvis det oppstår en ny hendelse i løpet av de ca. 1,5 døgn økt ladetid. Da vil summen av batteriets restkapasitet etter den første hendelsen og ladet energi i tiden fram til den neste hendelsen, utgjøre batteriets kapasitet for den neste hendelsen. Etter endringen kan denne kapasiteten bli redusert med det nye kravet.

Det foreslås derfor bytte fra eksisterende tekst:

f) Batterier: Det bør benyttes vedlikeholdsfrie batterier med kontinuerlig vedlikeholdsladning.

1. Utførelse: Enhver bruk av batterikapasitet skal etterfølges av lading.
2. Utførelse: Maksimalt utladet batteri skal kunne lades i løpet av 10-12 timer.

til ny tekst:

f) Batterier: Det bør benyttes vedlikeholdsfrie batterier.

1. Utførelse: Batterienes kapasitet skal opprettholdes ved vedlikeholdslading som er tilpasset aktuell batteritype.
2. Utførelse: Ved utlading og forbruk skal batterikapasiteten gjenopprettes ved etterfølgende opplading.
3. Utførelse: Utladet batteri skal kunne lades opp til beredskapskapasitet i løpet av maksimalt 48 timer.
4. Unntak: I særlige tilfeller med lav tilgjengelighet for strømforsyningen eller stor kritikalitet for belastningen, bør kortere ladetid vurderes.

3 Vurdering av endringen

3.1 R - pålitelighet

Ikke relevant. Endringen påvirker ikke strømforsyningens pålitelighet.

3.2 A - tilgjengelighet

Noe redusert tilgjengelighet for strømforsyningen ved at dersom det skjer et nytt utfall kort tid etter at strømmen kommer tilbake, så vil det ikke være full batterikapasitet tilgjengelig for å håndtere det andre utfallet. I et slikt tilfelle kan konsekvensen lettere bli driftsforstyrrelse.

3.3 M - vedlikeholdbarhet

Ikke relevant. Vedlikeholdbarheten for anlegget påvirkes ikke av endringen.

3.4 S - sikkerhet

Ikke relevant. Endringen påvirker ikke sikkerhet.

3.5 L - levetid og kapasitet

Endringen påvirker i liten grad batterianleggets forventede levetid.

Risikoen for redusert tilgjengelig batterikapasitet kan i noen tilfeller redusere evnen til å drifte systemet tilnærmet normalt under en avvikssituasjon med utfall av strømforsyningen.

3.6 Ø - økonomi

Økonomi er hovedbegrunnelsen for endringen. Kostnaden ladelikeretter og tilstrekkelig kapasitet i strømforsyningen vil bli redusert. Prosjekt Arna-Bergen har angitt i møte at reduksjonen kan være betydelig.

3.7 K - klima og miljø

Ikke vurdert

3.9 Høringskommentarer

Innstillingen er gjort i dialog med Arne Aas og Per Klepsland. Som utgangspunkt ønsket de en kortere ladetid enn innstillingen.

Innvendingen var knyttet til faren for flere utfall etter hverandre i rask rekkefølge med korte perioder med innkoplet strømforsyning innimellom. Scenarioet er først og fremst ekstremvær som gir langvarige utfall med korte innkoplingsperioder underveis. I slike hendelser blir innkoplingsperiodene gjerne svært korte, i størrelsesorden sekunder - minutter, og slik kort tid vil uansett ikke ha betydning for ladestatusen til et batterianlegg. Men det er og mulig å se for seg at en feil blir reparert og strømforsyningen blir innkoplet i noen timer før det inntreffer et nytt utfall. Det er egentlig kun i et slikt tilfelle at rask ladetid vil kunne bety noe.

Det ble konkludert med at det er vanskelig å forsvare økonomisk at batterianlegg generelt skal være dimensjonert for slike hendelser, av følgende årsaker:

• Slike ekstreme hendelser er svært sjeldne,
• Ved ekstremvær vil det være en sannsynlighet for at andre forhold uansett kan gi driftsforstyrrelse (ras, snø, trær over sporet). Ved slike ekstreme eksterne hendelser anser vi også at det vil være en større samfunnsmessig aksept for driftsforstyrrelser.
• Nye anlegg etableres ofte med større tilgjengelighet for strømforsyningen enn det som var vanlig tidligere, som følge av at:
  • kabling i matende lavspenningsnett blir mer vanlig
  • matende nett i større grad enn tidligere etableres med redundante løsninger

I tillegg er nettleverandør underlagt KILE-ordningen som innebærer reduserte inntekter til nettselskap ved strømutfall. Nettleverandør har dermed et kraftig økonomisk insentiv til å sikre høy tilgjengelighet på strømforsyning.

4 Innstilling fra fagansvarlig

Innstiller på endringen.

--Stoy (diskusjon) 25. jan. 2021 kl. 17:26 (CET)

5 Behandling i godkjenningsrådet

5.1 Trafikk

ok--Erik Borgersen (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 09:44 (CET)

5.2 Prosjekter

OK--Jse (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 09:22 (CET) ok--Magheg (diskusjon) 3. feb. 2021 kl. 06:40 (CET)

5.3 Infrastruktureier

Ok--Tbr (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 16:51 (CET)

5.4 Teknologi

Kvalitetssikret Elkraft og lagt til godkjenning --Tore Telstad (diskusjon) 26. jan. 2021 kl. 12:33 (CET)

OK --Christopher Schive (diskusjon) 3. feb. 2021 kl. 08:26 (CET)

5.5 Konklusjon

Endringen gjennomføres

Hjelpetekst: Husk å endre kategori til \"Endringsartikler til godkjenning\" når forslaget er klart!