Sähköverkko

Wikipedia

Loikkaa: valikkoon, hakuun
Suurjännitelinjan pylväs
Question book-4.svg
 Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä tai viitteitä.
Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkelille asianmukaisia lähteitä. Lähteettömät tiedot voidaan kyseenalaistaa tai poistaa.

Sähköverkon tehtävänä on siirtää voimaloissa tuotettu sähkö sähkön käyttäjille[1].

Pitkillä välimatkoilla sähköä siirretään Suomessa kolmivaiheisena 10–400 kilovoltin jännitteellä ja 50 Hz taajuudella. Vasta lähellä kuluttajaa, maaseudulla noin 1–3 kilometrin etäisyydellä, kaupungeissa lähempänä, se muunnetaan 230/400 voltin pienjännitteeksi eli verkkovirraksi.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Siirtotavat

Sähkönsiirtoa norjalaisittain

Sähköenergiaa voi siirtää suuressa mittakaavassa ainoastaan johdoissa. Tähän tehtävään voi käyttää joko ilmajohtoja tai maakaapeleita. Molemmilla järjestelmillä on hyvät ja huonot puolensa.

Avojohtojen puolesta puhuvat pienemmät kustannukset, helpompi sijoitettavuus ja rikkinäisen linjan nopeampi korjausviive. Sen haittoja sitä vastoin ovat suuremmat ympäristön aiheuttamat häiriöt, jälkien jättäminen paikalliseen maastoon ja mahdollisena vaaran lähteenä toimiminen ihmisille ja työkoneille: esimerkiksi pylväisiin kiipeäminen tai koneen osuminen ilmassa kulkevaan johtoon.

Maakaapeleilla on pienempi tilantarve, ne ovat paremmin suojassa ympäristön häiriöiltä ja ovat väestön paremmin hyväksymiä. Niille on luonteenomaista myös moninkertaiset rakennuskustannukset ilmalinjoihin nähden, suuremmat korjausviiveet vian sattuessa ja herkkyys teknisille ongelmille suurilla välimatkoilla.

[muokkaa] Erilaiset siirtoverkkojen tyypit

Sähköasema

Laajoissa sähköverkoissa siirretyt sähkötehot ovat suuria ja suuren tehon siirtäminen edellyttää joko suurta virtaa tai jännitettä.

Korkeajännitteinen sähkönsiirto on perusteltua monista syistä:

  • Suuria jännitteitä on teknisesti helpompi hallita kuin suuria virtoja
  • Siirtohäviöt ovat huomattavasti pienemmät, koska häviöiden suuruus on verrannollinen virran toiseen potenssiin. Näin voidaan saavuttaa suuria etäisyyksiä
  • Verkon rakennus- ja ylläpitokustannukset ovat pienemmät

Suurjänniteverkko on sähkönsiirron runkoverkko, joiden jännite on 110–400 kV. Se kytkeytyy suuriin voimalaitoksiin. Nämä voimalaitokset huolehtivat perustarjonnan syöttämisestä verkkoon, minkä lisäksi verkossa on myös siirtoyhteyksiä naapurivaltioiden verkkoihin.

Suurjänniteverkko huolehtii sähkönsiirrosta pitkillä etäisyyksillä. Johdot kulkevat kaupunkien sähköasemille ja raskaan teollisuuden laitoksiin. Tehoa on käytössä kymmenestä tuhanteen megawattiin.

Keskijänniteverkko siirtää sähkön suurjänniteverkosta 1–70 kV jännitteellä pienjänniteverkkoon johtaville jakelumuuntajille, jotka sijaitsevat esimerkiksi asutuksen läheisyydessä. Pienimmät voimalaitokset syöttävät sähkönsä tähän verkkoon. Teollisuuslaitokset sekä suuret julkiset ja liikerakennukset liittyvät yleensä suoraan keskijänniteverkkoon ja käyttävät omia muuntokeskuksia.

Pienjänniteverkot vastaavat lopullisesta sähkön levityksestä pienkuluttajille 100–1000 V jännitteellä. Keskijännite muunnetaan 230/400 volttiin ja sitä kautta kotitalouksille, liikerakennuksille ja virastoille toimitetaan sähköä. Jakelumuuntaja sijaitsee usein vain satojen metrien päässä käyttöpaikasta.

Näiden lisäksi sähköverkkoihin kuuluu korkeajännitteisiä tasavirtajohtoja. Niitä käytetään pitkillä siirtomatkoilla (erityisesti merikaapeleina) sekä yhdistämään eritaajuisia tai eritahtisia sähköverkkoja toisiinsa.

[muokkaa] Suomen sähkö- ja kantaverkon historiaa

Sähkön tultua Suomeen 1880-luvun lopulla useimmat sähköverkot olivat ensin laitoskohtaisia, tai paikallisia ja laajenivat alueellisiksi 1920-luvulle mennessä, jolloin pieniä sähkölaitoksia oli Suomessa noin 200. Sähkön tärkein julkinen sovellus oli aivan alussa katuvalaistus ja lähinnä lamppukuorman syötössä oli käytössä tasajännitejakelu, usein 127 V. Sähkö tuotettiin yleensä höyry-, tai dieselgeneraattoreilla ja samalla ladattiin akkuja, jotka syöttivät vähäisen kuorman aikaan yöllä verkkoa ja moottorigeneraatorit saatettin sammuttaa. Tasajännitejakelusta kuitenkin luovuttiin paikkakunnittain sähkön kulutuksen kasvaessa ja vaihtovirtatekniikan teknisten etujen takia n. 30 vuoden kuluessa sotiin mennessä.

Suomen ensimmäinen suurjänniteyhteys 7,8 kV:n jännittellä valmistui 1898 ja yhdisti Laatokan Karjalassa Uuksunjokeen rakennetut vesivoimalat: Ylä-Uuksunkoski, Kivenkulmankoski ja Jukakoski 7,5 km päässä sijainneille E. M. Meyer & Co.:n Pitkärannan kaivoksien uudelle sähkömagneettiselle rikastuslaitokselle. Seuraavana vuonna valmistui samanpituinen suurjännitelinja Läskelän vesivoimalaitokselta Välimäen rautakaivokselle. Täysin suomalaisvoimin totetutettun Lavolankosken vesivoimalan sähköä alettin siirtää syksystä 1900 Viipurin Neitsytniemen muuntoasemalle 33 km matkan 15 kV jännitteellä.

1912 rakennettiin Suomen pisin 20 kV:n linja Rauman höyryvoima-asemalta Peipohjaan ja v. 1921 70 kV:n siirtoyhteys Äetsän vesivoimalaitokselta Poriin Rosenlewin tehtaille. Tällaiset lähinnä 1910-1920-luvulla rakennetut alueverkot yhdistivät voimalaitoksia ja kaupunkeja useiden kymmenien kilometrien säteellä.

Varsinaisen kantaverkon alkuhetki oli Imatrankosken vesivoimalaitoksen ja sen Helsinkiin ja Turkuun yhdistävän 563 km mittaisen Suomen ensimmäisen 110 kV:n suurjännitesiirtojohdon, eli ns. Rautarouva-linjan käyttöönotto 16. tammikuuta 1929. Tähän runkoyhteyteen liitettiin sähköasemien kautta sen varrella sijainneita sähkölaitosten alueverkkoja, mm. Helsingin 35 kV alueverkko.

Vähäsateisten vuosien 1932-1934 aiheuttama vesivoimapula johti teollisuudessa sähköpulaan, joka rajoitti laajentuvaa teollisuustuotantoa ja nosti kustannuksia varsinkin Kymenlaaksossa. Teollisuus joutui ostamaan sähköä Imatran Voimalta ja tuottamaan sitä hiilellä v. 1932. Teollisuus päätti heti rakentaa Vuokseen oman vesivoimalan ja sille omaa rinnakkaista sähkönsiirtoverkkoa. Verkon ensimmäinen osa rakennettiin samanaikaisesti Vuokseen rakennetun Rouhialan 100 MW vesivoimalaitoksen kanssa. Rouhialan sähköä käyttivät osakkaat Kymin Osakeyhtiö Kuusankoskella, Enso-Gutzeit Imatralla, Yhtyneet Paperitehtaat, Etelä-Suomen Voima, Tampella ja Ahlström. 120 kV:n siirtolinja rakennettiin Rouhialasta Imatralle, sekä Inkeroisiin, mistä se haarautui Kyminlinnaan ja Kuusankoskelle. Myös Simpeleen paperitehtaan oma 47 kV:n johto liitettiin Rouhialan vesivoimalaitokseen. ESV:n 70 kV:n linja Helsinkiin liitettiin tähän Rouhialan Voima Oy:n verkkoon Kyminlinnasta, sekä Inkeroisista. Imatran Voiman siirtoverkko ja teollisuuden oma siirtoverkko olivat suoraan yhdistettynä toisiinsa vain Korialta aina 1950-luvulle asti.

Sodanjälkeisten alueluovutusten yhteydessä Suomi menetti noin kolmasosan vesivoimatuotannostaan (35 vesivoimalaitosta, 122 MW tehoa, mm. Enso ja Rouhiala) ja osan kantaverkkoa, sekä Kannaksen 35 kV:n alueverkon.

Eteläisen Suomen sähköntarve käynnisti Pohjois-Suomen vesivoimaloiden rakentamisen ja sähkön siirtoon rakennettiin 220 kV linja Oulunjoen Pyhäkoskelta Hikiälle v. 1951, sekä 400 kV:n linja Kemijoen Pirttikoskelta Hyvinkäälle v. 1960.

Valtioneuvoston poistaessa sähkönvientikiellon v. 1959 rakennettiin Torniosta 110 kV:n yhteys Ruotsin kantaverkkoon. Sähkön tuonti Enso-Gutzeitille Ensosta alkoi 110 kV:n siirtolinjan kautta v. 1960.




[muokkaa] Suomen sähköverkko

Suomessa tuotettu ja ulkomailta ostettu energia siirretään verkkoyhtiöille ja teollisuudelle kanta- ja alueverkkojen avulla. Jakeluverkko taas koostuu keski- ja pienjännitejohdoista.

Kantaverkko koostuu 400, 220 ja tärkeimmistä 110 kV:n voimansiirtojohdoista sähköasemineen. Alueverkko puolestaan käsittää muun muassa valtaosan 110 kV:n johdoista. Eristimet ovat nykyään lasia tai komposiittimateriaaleja; ennen posliinia. Eristinketju voi olla muodoltaan ketju- tai V-tyyppinen.

Jakeluverkot 110 kV:n sähköasemilta kuluttajille koostuvat nykyään suurimmaksi osaksi 20 kV:n johdoista sähköasemien ja jakelumuuntajien välillä sekä 400 voltin pienjänniteverkosta jakelumuuntajilta kuluttajille. Joissain kaupungeissa on käytössä myös 6 ja 10 kV:n jännitetasot. Käytössä on vähenevissä määrin myös 30 ja 45 kV:n jakeluverkkoja pienempien asutuskeskusten välillä. Näitä korvataan lyhyemmillä matkoilla vahvistamalla 20 kV:n verkkoja ja pidemmillä matkoilla rakentamalla 110 kV:n johtoja ja sähköasemia.

Suomen sähköverkon omistuksesta ja ylläpidosta huolehtii kaksi eri ryhmää. Kantaverkko on Fingrid Oyj:n hallussa. Tähän kuuluu yli 14 000 kilometrin verran voimajohtoja sekä noin sata sähköasemaa. Kaikista muista verkoista taas huolehtivat paikalliset sähkönsiirtoyhtiöt.

Suomen sähköverkko on osa pohjoismaista yhteiskäyttöverkkoa. Kantaverkko on yhdistetty Norjan-, Ruotsin-, Venäjän- ja Viron verkkoon.

[muokkaa] Älykkäät sähköverkot

Älykkäät sähköverkot koostuvat kolmesta eri osa-alueesta: sähkömittarien etälukuratkaisuista eli älykkäästä laskutuksesta, verkon älykkyydestä eli rakenteesta ja hallinnasta, sekä kolmanneksi sähkölaitosten it-ratkaisuista.[2]

[muokkaa] Katso myös

[muokkaa] Lähteet

[muokkaa] Suomen sähkö- ja kantaverkon historia-osion lähteet

  • Heikki Hartikainen, "Karjalan voimataloudellinen kehitys", Karelia Klubi, joulukuu 2008, s. 26-27
  • Jorma Ahvenainen, 1972, "Paperitehtaasta suuryhtiöksi, Kymin Osakeyhtiö vuosina 1918-1939", 1972
  • Kouvolan Seudun Sähkölaitos, "Sata vuotta sähköä Pohjois-Kymenlaaksossa", 1984
  • Elektra sähkömuseo

[muokkaa] Viitteet

  1. ↑ Sähköverkko Energiateollisuus-sivusto.
  2. ↑ http://www.itviikko.fi/talous/2009/09/04/fiksut-sahkoverkot-himottavat-siemensia/200919431/7

[muokkaa] Aiheesta muualla

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Sähköverkot.
Haettu osoitteesta http://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6verkko
Henkilökohtaiset työkalut