Sähkönjakelutekniikka osa 1 Pekka Rantala 27.8.2015
Opintojakson sisältö 1. Johdanto Suomen sähkönjakelun rakenne Kantaverkko, suurjännite Jakeluverkot, keskijännite Pienjänniteverkot Suurjänniteverkon erityispiirteitä
Sisältö /2 2. Pienjänniteverkko Pienjänniteverkon rakenne Sähköverkon komponentit ja niiden kuvaus Kuormitukset Pienjänniteverkon tekninen ja taloudellinen mitoitus Ylivirta- ja oikosulkusuojaus Sähkön laatutekijät Tehonjaon ja vikavirtojen laskenta Maadoitus ja maadoitusrakenteet
Sisältö /3 3. Keskijänniteverkko Keskijänniteverkon rakenne Sähköverkon komponentit ja niiden kuvaus Kuormitukset Tehonjaon ja vikavirtojen laskenta Oikosulku- ja maasulkusuojaus Keskijänniteverkon tekninen ja taloudellinen mitoitus Sähköasema
Erinäisiä asioita Johdot ja kaapelit Ilmajohdot Maakaapelit Suojalaitteet Maadoitukset Sähköasema Laitteet ja kojeet Kiskojärjestelmät Sisältö /4
Sisältö /5 Erinäisiä asioita, jatkuu Tasajännite Hajautettu sähköntuotanto Sähkömarkkinat Etäluettavat mittarit Sähköverkko järkevänä investointina Käyttöaika Jännitteen ja taajuuden säätäminen Jännite loisteholla, taajuus pätöteholla
Oppimateriaali Opettajan nettisivuilla www.adato.fi sieltä sähköverkkoekstra tai suoraan www.sahkoverkkoekstra.fi tai OAMK:n kirjaston e-palveluiden kautta verkostosuositukset, ainakin seuraavat SA 2 08: Pienjänniteverkon ja jakelumuuntajan sähköinen mitoittaminen SA 5 94: Keskijänniteverkon sähköinen mitoittaminen
Oppimateriaali, jatkuu www.headpower.fi portaali, vakiorakenteet Käy kirjautumassa sivuilla, niin saat käyttöoikeuden. Vaatii lisäksi opettajan tekemän aktivoimisen. Kirja: Sähkönjakelutekniikka Erkki Lakervi, Jarmo Partanen Otatieto, 2009
Alan kirjallisuutta Sähkölaitostekniikan perusteet Jarmo Elovaara, Yrjö Laiho Otatieto, 2007 Sähköverkot I Järjestelmätekniikka ja sähköverkon laskenta Sähköverkot II Verkon suunnittelu, järjestelmät ja laitteet Jarmo Elovaara, Liisa Haarla Otatieto, 2011
Suoritusvaatimukset Pakolliset osat: 1. välikoe: johdanto + pienjänniteverkot +??? SA 2 08 suositus saa olla esillä 2. välikoe: keskijänniteverkot +??? Materiaali tarkentuu (tilanne 27.8.2015) 5 op:n toteutuksessa, harjoitustyö Optiot: Esityksen tekeminen/pitäminen Valokuvasivu Kytkentäsuunnitelma Laskutehtävien laadintaa
Johdantoa Sähkö on hyvä tapa siirtää energiaa pitkiäkin matkoja paikasta toiseen. Sähköä pitäisi saada levitettyä joka puolelle Suomea joka niemeen ja notkelmaan. Sähköä tuotetaan tyypillisesti keskitetysti suurissa yksiköissä eli voimalaitoksissa, jotka voivat olla kaukanakin kulutuspisteistä. Miten sähkön jakelu pitäisi toteuttaa, että se on Luotettavaa Taloudellisesti kannattavaa ja järkevää Turvallista
Eri jännitetasoja Suomessa sähkönsiirto ja jakelu tehdään pääsääntöisesti 3-vaihejärjestelmällä Jännitetaso ilmoitetaan pääjännitteenä, eli kahden vaiheen välisenä jännitteenä Sähkönsiirrossa tapahtuva tehohäviö on verrannollinen lausekkeeseen R I 2 Siirrettävä sähköteho on verrannollinen lausekkeeseen U I Suurien tehojen siirtäminen johtaa suuriin jännitteisiin
Eri jännitteillä siirtämistä lähde: Elovaara, Haarla; Sähköverkot I, 2011
Johdon luonnollinen teho Johto itsessään sisältää induktanssia X L Johdolla syntyy maata vasten kapasitanssia X C Reaktanssien arvot ovat jännitteen ja johdon pituuden funktioita Kun nämä arvot ovat yhtä suuret, johto on loistehon kannalta omavarainen Johdon luonnollisella teholla, se tuottaa saman määrän loistehoa kuin kuluttaa.
Luonnollisia tehoja lähde: Elovaara, Haarla; Sähköverkot I, 2011
Suomen sähköverkon rakenne Voimalaitos Suomen Kantaverkko Jakeluverkko Voimalaitos Fingrid Jakeluverkko Jakeluverkko kiinteistöjen sähköverkot
Suomessa käytössä olevia jännitteitä Suomessa yleisessä käytössä olevat jännitteet: kantaverkossa 400kV, 220kV ja 110kV haja-asutusalueiden keskijännitejakeluverkossa 20kV taajamien keskijännitejakeluverkossa (kaapeliverkot) 10kV ja 20kV pienjännitejakeluverkko 400V
lähde: Elovaara, Haarla; Sähköverkot I, 2011
Sähköjohdon mallintaminen Rajapituus on noin 200 km < 200 km johto Sijaiskytkentä voidaan esittää keskitetyin suurein > 200 km Sijaiskytkentä pitää esittää jakaantunein suurein
Suurjänniteverkon (kantaverkon) erityispiirteitä Johdon resistanssi ja reaktanssi pitää ottaa huomioon jakaantuneena suureena. 3-vaihejohdon johtimen sijainti vaikuttaa kapasitanssiin ja magneettikenttiin
Johtimien vuorottelu
Johtimien vuorottelu
Suurjännitejohdon laskenta
Loistehon kompensointi Pitkillä kantaverkon johdoilla voi syntyä niin paljon kapasitanssia, että sitä pitää kompensoida. Sähköasemilla käytetään isoja keloja eli reaktoreita induktanssin aikaansaamiseen.
lähde: Elovaara, Haarla; Sähköverkot I, 2011