Voimajohtomaadoitusten mitoittaminen
Niittymäki, Eino (2023)
2023
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in 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
2023-06-29
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202306186816
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202306186816
Tiivistelmä
Voimajohtomaadoituksilla on oleellinen tehtävä maadoitusjännitteen ja häiriötiheyden alentamisessa sekä suojauksen luotettavan toiminnan mahdollistamisessa. Fingridin pylväsmaadoitusten suunnittelussa hyödynnetään suurelta osin Imatran Voiman luomaa ohjeistusta sekä tavoitearvokäyrää. Käyrällä maadoitusresistanssin tavoiteltava arvo määritetään maan ominaisresistanssin avulla. Imatran Voiman luoman tavoitearvokäyrän luomisperiaatteet ovat kuitenkin suurelta osin kadonneet ajansaatossa. Koska käyrä on luotu vuosikymmeniä sitten, ei voida olla varmoja luomisperusteiden sopivuudesta nykypäivän maadoitussuunnitteluun. Tästä syystä tämän työn tavoitteena oli muodostaa nykypäivän parametrejä vastaavat suuntaviivat maadoitussuunnitteluun. Suuntaviivat pyrittiin muodostamaan niin, että työn havaintojen pohjalta maadoitussuunnittelun virallinen ohjeistus voitaisiin päivittää. Lisäksi työn tavoitteena oli yhtenäistää tiettyjä maadoitussuunnittelun käytäntöjä.
Työssä hyödynnettiin suurelta osin kirjallisuutta ja siihen pohjautuvaa laskentaa. Kirjallisuuden lisäksi nykyisen maadoitussuunnittelun kokonaiskuvaa muodostettaessa keskusteltiin myös maadoitussuunnittelua suorittavan tahon kanssa. Lisäksi maadoitussuunnitteluun liittyen lähetettiin lyhyt kysely Fingridille maadoitussuunnittelua suorittaville yrityksille. Työssä hyödynnettiin myös Fingridin tilastoimaa tietoa. Tilastotiedon avulla pyrittiin tutkimaan maadoituselektrodin poikkipinnan kasvattamisen tarvetta maadoitusten ikääntymisen sekä maadoitusvaurioiden näkökulmista. Lisäksi tilastotietoa hyödynnettiin tarkasteltaessa ukkoshäiriöherkkyyden yhteyttä maadoituksiin nykyisessä siirtoverkossa. Uuden tavoitearvokäyrän muodostus puolestaan pohjautui kirjallisuuteen sekä sen pohjalta luotuun laskentaan.
Työn tarkastelujen lopputuloksena maadoitussuunnitteluun muodostettiin tavoitearvokäyrä, joka pohjautuu takaiskutiheyteen. Muodostettu käyrä on käyttöperiaatteiltaan samanlainen kuin Imatran Voiman luoma tavoitearvokäyrä. Näin ollen muodostettu käyrä ei itsessään aiheuta suuria muutoksia maadoitussuunnitteluun. Työn muut tarkastelut eivät myöskään johda suuriin muutoksiin maadoitussuunnittelussa. Maadoituselektrodin poikkipinnan kasvatukselle ei työssä löydetty perusteluja. Maadoitussuunnitteluun on kuitenkin perusteltua lisätä vaihe, jossa maadoituselektrodin terminen kesto varmistetaan. Erityisesti tarkastelu tulee suorittaa pylväille, joilla on perusmaadoituksen lisäksi yksi lisäsäde. Työssä luodulla tavoitearvokäyrällä sekä ehdotetuilla muutoksilla tulisi vielä suunnitella todellisen voimajohdon maadoitukset. Näin ollen käytännön vaikutukset maadoitussuunnitteluun voitaisiin havaita.
Työssä hyödynnettiin suurelta osin kirjallisuutta ja siihen pohjautuvaa laskentaa. Kirjallisuuden lisäksi nykyisen maadoitussuunnittelun kokonaiskuvaa muodostettaessa keskusteltiin myös maadoitussuunnittelua suorittavan tahon kanssa. Lisäksi maadoitussuunnitteluun liittyen lähetettiin lyhyt kysely Fingridille maadoitussuunnittelua suorittaville yrityksille. Työssä hyödynnettiin myös Fingridin tilastoimaa tietoa. Tilastotiedon avulla pyrittiin tutkimaan maadoituselektrodin poikkipinnan kasvattamisen tarvetta maadoitusten ikääntymisen sekä maadoitusvaurioiden näkökulmista. Lisäksi tilastotietoa hyödynnettiin tarkasteltaessa ukkoshäiriöherkkyyden yhteyttä maadoituksiin nykyisessä siirtoverkossa. Uuden tavoitearvokäyrän muodostus puolestaan pohjautui kirjallisuuteen sekä sen pohjalta luotuun laskentaan.
Työn tarkastelujen lopputuloksena maadoitussuunnitteluun muodostettiin tavoitearvokäyrä, joka pohjautuu takaiskutiheyteen. Muodostettu käyrä on käyttöperiaatteiltaan samanlainen kuin Imatran Voiman luoma tavoitearvokäyrä. Näin ollen muodostettu käyrä ei itsessään aiheuta suuria muutoksia maadoitussuunnitteluun. Työn muut tarkastelut eivät myöskään johda suuriin muutoksiin maadoitussuunnittelussa. Maadoituselektrodin poikkipinnan kasvatukselle ei työssä löydetty perusteluja. Maadoitussuunnitteluun on kuitenkin perusteltua lisätä vaihe, jossa maadoituselektrodin terminen kesto varmistetaan. Erityisesti tarkastelu tulee suorittaa pylväille, joilla on perusmaadoituksen lisäksi yksi lisäsäde. Työssä luodulla tavoitearvokäyrällä sekä ehdotetuilla muutoksilla tulisi vielä suunnitella todellisen voimajohdon maadoitukset. Näin ollen käytännön vaikutukset maadoitussuunnitteluun voitaisiin havaita.