Geomagneettisten myrskyjen vaikutukset sähköverkkoon

Abstract

Tämän työn tarkoituksena oli tarkastella Auringon aiheuttamien geomagneettisten myrskyjen vaikutuksia sähköverkkoihin. Ensimmäiseksi selvitettiin erilaisia aurinkomyrskyjen ominaisuuksia ja miten ne lopulta johtavat sähköverkkojen kannalta oleellisten ilmiöiden syntymiseen. Työssä käsiteltiin myös historiallisesti merkittäviä geomagneettisia myrskyjä. Lopuksi tarkasteltiin erilaisia keinoja, joilla myrskyihin voitaisiin varautua paremmin ja miten niiden aiheuttamien vahinkojen määrä voitaisiin minimoida. Aineistona työssä käytettiin muun muassa Suomen Ilmatieteenlaitoksen ja Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallintoviraston verkkosivuja, Euroopan unionin aiheesta teettämää EURISGIC-projektia, sekä muita aiheeseen liittyviä julkaisuja. Eniten sähköverkkoihin vaikuttava geomagneettisten myrskyjen aikaansaama ilmiö on geomagneettisesti indusoituneet virrat. Ne luovat pääasiassa vaihtovirtaa hyödyntäviin sähköverkkoihin tasavirtakomponentin. Tasavirta on vahingollista erityisesti sähköverkon muuntajille, joissa se voi aiheuttaa osien lämpenemistä, värinää ja pahimmillaan muuntajan rikkoutumisen. Kaikkia geomagneettisten myrskyjen aiheuttamia vahinkoja ei välttämättä edes huomata heti, sillä ne voivat ilmetä vasta kuukaudenkin päästä myrskystä. Lisäksi ylimääräinen tasavirta verkossa vaikuttaa virran laatuun ja voi aiheuttaa sähkökatkoja laukaisemalla verkon suojalaitteita. Myös verkkoon kytketyt generaattorit voivat vaurioitua syntyvien harmoonisten yliaaltojen vaikutuksesta. Nykyään on olemassa keinoja, joilla geomagneettisten myrskyjen vaikutuksia sähköverkkoihin voidaan vähentää. Aihetta on tutkittu varsin laajasti muun muassa Suomen Ilmatieteenlaitoksen, Euroopan unionin ja Fingridin kaltaisten sähköverkkoyhtiöiden toimesta. Useat näistä keinoista ovat kuitenkin verrattain kalliita, joten niiden toteuttaminen harvinaisten voimakkaiden myrskyjen varalta ei ole verkkoyhtiöille aina mielekästä. On myös olemassa erilaisia keinoja tarkkailla Aurinkoa, sekä ennustaa aurinkomyrskyjä, jolloin sähköverkkoyhtiöiden kykyä varautua niihin etukäteen voidaan parantaa. Lähellä Maan magneettikentän heikoimpia kohtia, napa-alueita, sijaitsevissa maissa sähköverkkoyhtiöt ovat jo nyt hyvin varautuneita suurienkin aurinkomyrskyjen varalle. Lähempänä päiväntasaaja geomagneettisten myrskyjen vaikutukset verkkoihin ovat yleensä vähäisempiä, mutta riski vaurioille on silti olemassa.