Sähköverkko

Wikipedia

Voimansiirtopylväitä Helsingin lähellä.

Sähköverkko huolehtii voimaloissa tuotetun sähkön siirtämisestä kuluttajille. Tämä tapahtuu sähköjohtoja pitkin. Eristinketju voi olla Posliini tai Lasi ja muoto on joko ketjuntyyppinen tai V typpinen.

Pitkillä välimatkoilla sähköä siirretään Suomessa kolmivaiheisena 10-400 kV jännitteellä ja 50 Hz taajuudella. Vasta lyhyen matkan päästä kuluttajasta se muunnetaan tutuksi 230/400 voltin pienjännitteeksi.

Pitkällä matkalla tehot ovat suuria, ja käytännössä tällöin pitää käyttää joko korkeaa jännitettä tai suurta virtaa. Korkeajännitteinen sähkönsiirto on järkevää monestakin syystä:

suuria jännitteitä on teknisesti helpompi hallita kuin suuria virtoja
siirtohäviöt ovat huomattavasti pienemmät, koska häviöiden suuruus on verrannollinen virran toiseen potenssiin
voidaan saavuttaa pitkiä välimatkoja
siirtoverkon ylläpito on halpaa

Verkot jaetaan eri kategorioihin jännitteen mukaan:

suurjännite 110 - 400 kV
keskijännite 1 - 70 kV
pienjännite 0,1 - 1 kV

Sähkönsiirtoa norjalaisittain

Voimansiirtopylväitä Ruotsin Lundissa.

[muokkaa] Erilaiset siirtoverkkojen tyypit

Suurjänniteverkko on sähkönsiirron runkoverkko. 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 kaupunkeihin ja raskaan teollisuuden laitoksiin. Tehoa on käytössä kymmenestä tuhanteen megawattiin.

Keskijänniteverkko siirtää sähkön suurjänniteverkosta 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 kiinteistömuuntajia.

Pienjänniteverkot vastaavat lopullisesta levityksestä sähkön pienkuluttajille. 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 sähköverkko

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

Kantaverkko koostuu 400, 220 ja tärkeimmistä 110 kV:n voimansiirtojohdoista sähköasemineen. Alueverkko puolestaan käsittää mm. valtaosan 110 kV:n johdoista. Eristimet ovat nykyään lasia ennen posliinia.

Jakeluverkot 110 kV:n sähköasemilta kuluttajille koostuvat nykyään suurimmaksi osaksi 20 kV:n johdoista. 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 kansallisen Fingrid Oyj:n hallussa. Tähän kuuluu yli 14 000 kilometrin verran voimajohtoja sekä noin sata sähköasemaa. Kaikista muista verkoista taas huolehtivat erilaiset paikalliset sähkönsiirtoyhtiöt.

Suomen sähköverkko on osa pohjoismaista yhteiskäyttöverkkoa. Kantaverkko on yhdistetty vaihtosähköyhteyksillä Pohjois-Ruotsin verkkoon (1600 MW) yhdellä 220 kV:n (Ossauskoski-Kalix), kahdella 400 kV:n (Keminmaa-Svartbyn, Petäjäskoski-Leitsi) johdolla ja Norjan verkkoon yhdellä 220 kV:n (Ivalo-Varangerbotn, 120 MW) sekä tasasähköyhteyksillä Etelä-Ruotsin verkkoon (400 kVDC Rauma-Dannebo, Fenno-Skan 1, 550 MW), Venäjän verkkoon (85 kVDC Viipurin linkki, 1400 MW) ja Viron verkkoon (+/-150 kVDC Espoo-Harku, EstLink 350 MW). Venäjän Paatsjoen voimalaitoksilta tuodaan sähköä Ivalon sähköaseman kautta 110 kV:n vaihtosähköyhteydellä (70 MW). Lisäksi olemassa olevan Suomen ja Ruotsin välisen tasasähköyhteyden rinnalle tullaan rakentamaan uusi tasasähköyhteys Fenno-Skan 2.

[muokkaa] Siirtotavat

Sähköenergiaa voi siirtää tällaisessa mittapuussa ainoastaan johdoissa. Tähän tehtävään voi käyttää joko avojohtoja 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 (esim. pylväisiin kiipeäminen).

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