Sähkökatkojen välttäminen
Kuusisto, Janne (2023)
Kuusisto, Janne
2023
Tieto- ja sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-01-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202301181519
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202301181519
Tiivistelmä
Yhteiskunnan nopea sähköistyminen kasvattaa riippuvuutta sähköstä, mikä johtaa sähkökatkojen aiheuttamien haittojen kasvuun. Pahimmillaan sähkökatkot saattavat vaikuttaa koko yhteiskuntaan. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää yleisimmät sähkökatkojen syyt Suomessa ja esittää tapoja niiden ehkäisemiseen sekä vertailla niitä.
Suomessa sähkön siirto voimalaitokselta loppukäyttäjälle tapahtuu sähköjärjestelmän kautta. Sähköjärjestelmään kuuluu voimalaitosten ja loppukäyttäjien lisäksi kantaverkko, suurjännitteiset jakeluverkot ja jakeluverkot. Jakeluverkot jakautuvat vielä kahteen verkkotyyppiin: keskijänniteverkkoon ja pienjänniteverkkoon. Kantaverkon omistaa Fingrid Oyj ja jakeluverkon omistavat sähköverkkoyhtiöt.
Loppukäyttäjien kokemista sähkökatkoista valtaosa johtuu keskijänniteverkon avojohdoissa esiintyvistä vioista, joista suurin osa johtuu sääolosuhteista. Puiden kaatuminen tai taipuminen johtojen päälle myrskyn tai lumi- ja jääkuorman takia on suurin vikojen aiheuttaja. Poikkeuksellisen suuria sähkökatkoja kutsutaan suurhäiriöiksi. 2000-luvulla koettujen suurhäiriöiden vaikutukset ovat olleet niin laajoja, että ne aiheuttivat vuonna 2013 muutoksia sähkömarkkinalakiin. Muutokset velvoittavat sähköverkkoyhtiöitä parantamaan toimitusvarmuuttaan.
Työssä esitellään kolme eri keinoa keskijänniteverkon avojohdoissa tapahtuvien sähkökatkoon johtavien vikojen vähentämiseen. Kaksi ensimmäistä keinoa perustuvat jo olemassa olevan avojohdon toimitusvarmuuden parantamiseen. Keinot ovat riskipuiden poistaminen ja ylileveän johtokadun raivaaminen. Kolmantena vaihtoehtona tutkitaan avojohdon korvaamista maakaapelilla.
Jokaisella toimitusvarmuuden parantamiseen esitetyllä keinolla on oma vaikutuksensa sähkökatkojen määrään. Myös kustannukset keinojen välillä vaihtelevat suuresti. Sähköverkkoyhtiöt painottavatkin kustannuksilla saavutettua hyötyä toimitusvarmuuden parantamista suunnitellessaan. Toimitusvarmuuden parantamiseen ei ole yhtä oikeaa ratkaisua, vaan käytössä olevien menetelmien soveltuvuus ja kannattavuus vaihtelee kohteen mukaan.
Suomessa sähkön siirto voimalaitokselta loppukäyttäjälle tapahtuu sähköjärjestelmän kautta. Sähköjärjestelmään kuuluu voimalaitosten ja loppukäyttäjien lisäksi kantaverkko, suurjännitteiset jakeluverkot ja jakeluverkot. Jakeluverkot jakautuvat vielä kahteen verkkotyyppiin: keskijänniteverkkoon ja pienjänniteverkkoon. Kantaverkon omistaa Fingrid Oyj ja jakeluverkon omistavat sähköverkkoyhtiöt.
Loppukäyttäjien kokemista sähkökatkoista valtaosa johtuu keskijänniteverkon avojohdoissa esiintyvistä vioista, joista suurin osa johtuu sääolosuhteista. Puiden kaatuminen tai taipuminen johtojen päälle myrskyn tai lumi- ja jääkuorman takia on suurin vikojen aiheuttaja. Poikkeuksellisen suuria sähkökatkoja kutsutaan suurhäiriöiksi. 2000-luvulla koettujen suurhäiriöiden vaikutukset ovat olleet niin laajoja, että ne aiheuttivat vuonna 2013 muutoksia sähkömarkkinalakiin. Muutokset velvoittavat sähköverkkoyhtiöitä parantamaan toimitusvarmuuttaan.
Työssä esitellään kolme eri keinoa keskijänniteverkon avojohdoissa tapahtuvien sähkökatkoon johtavien vikojen vähentämiseen. Kaksi ensimmäistä keinoa perustuvat jo olemassa olevan avojohdon toimitusvarmuuden parantamiseen. Keinot ovat riskipuiden poistaminen ja ylileveän johtokadun raivaaminen. Kolmantena vaihtoehtona tutkitaan avojohdon korvaamista maakaapelilla.
Jokaisella toimitusvarmuuden parantamiseen esitetyllä keinolla on oma vaikutuksensa sähkökatkojen määrään. Myös kustannukset keinojen välillä vaihtelevat suuresti. Sähköverkkoyhtiöt painottavatkin kustannuksilla saavutettua hyötyä toimitusvarmuuden parantamista suunnitellessaan. Toimitusvarmuuden parantamiseen ei ole yhtä oikeaa ratkaisua, vaan käytössä olevien menetelmien soveltuvuus ja kannattavuus vaihtelee kohteen mukaan.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8709]