Fingrid Oyj:n lehti 3/2006
Fingrid Oyj:n lehti 3/2006 Fingrid Oyj:n lehti 3/2006
Kantaverkon ABCSyyt tasasähkön valintaan voivat olla taloudellisiatai teknisiä. Seuraavassa on kolme yleisintä sovellusaluetta:Riittävän pitkillä avojohtoyhteyksilläsuuntaaja-asemista aiheutuvat li-1säkustannukset kompensoituvat edullisemmanjohtorakenteen ansiosta. Tällaisiajopa tuhansien kilometrien pituisiayhteyksiä on rakennettu mm. Pohjois-Amerikkaan, Intiaan ja Kiinaan hyödynnettäessäkaukana kulutuksen painopistealueestasijaitsevaa sähköntuotantokapasiteettia(yleensä vesivoimaa).Vesistön poikki rakennettavissa kaapeliyhteyksissävaihtosähköllä pääs-2tään jännitteestä riippuen noin 50–100kilometrin etäisyyksiin asti. Pidemmilläetäisyyksillä kapasiteetti hukkuu kaapelinsuuressa kapasitanssissa syntyvän loistehonsiirtoon. Pitkät ja suuritehoiset merikaapeliyhteydetvoidaan toteuttaa vaintasasähköllä (esim. Fenno-Skan).Teknisistä ja historiallisistakin syistä3 sähköjärjestelmät ovat maailmallajakautuneet keskenään synkronoimattomiinsekä myös eri taajuisiin verkkoihin.Euroopassa on mm. PohjoismaidenNordel, Länsi-Euroopan UCPTE ja VenäjänUPS – kaikki kuitenkin 50 Hz järjestelmiä.Pohjois-Amerikassa on käytössä60 Hz taajuus, lisäksi lukuisia keskenäänasynkronisia järjestelmiä. Japaninpääsaarilla käytetään jopa eri taajuuksia.Tällaisten järjestelmien yhdistäminenonnistuu back to back -tasasähköyhteydellä,jossa tasa- ja vaihtosuuntaajatsijaitsevat ”selät vastakkain” samallasähköasemalla. Toki välissä voi ollakaapeli tai johtokin, kuten Japanin 50 Hzja 60 Hz järjestelmien välillä.Tavanomaisen tyristoreilla toteutetun suuntaaja-aseman perusosa on 6-pulssisilta(kuva 1), jonka kutakin kuutta haaraa kutsutaan venttiileiksi. Yhtä aikaa toimivataina ne kaksi venttiiliä, jotka kytkevät itseisarvoltaan suurimmat vaihtojännitteet(U R, U S, U T) tasajännitteeksi (U D), joka näin muodostuu 3-vaiheisen vaihtojännitteenverhokäyrästä.Vaikkapa auton vaihtovirtalaturistatuttu diodisilta on ikään kuin monistettu3-vaiheiseksi. Lisäksi tyristorien syttymistävoidaan viivästää halutun ohjauskulmanverran toisin kuin diodilla, jokaaina ”päästää lävitseen” positiivisen jännitteen.Pääperiaatteena on päästä ohjauskulmanavulla ohjaamaan tasajännitteensuuruutta yhteyden molemmissapäissä, jolloin HVDC-yhteys alkaa totellasähkötekniikan perusyhtälöä P = U xI kuvan 2 mukaisesti. Suuntaajat toimivatvirtalähteinä (virran suunta on ainasama), tehon suunta käännetään jännitteenpolariteettia muuttamalla, ja ei kunsiirtämään sähköä...Kuva 2. Tasasähköyhteydentehon määräytyminenKuva 1.6-pulssisiltaFINGRID 3/2006 52Käytännössä sekä itse suuntaaja ettäsen ohjausalgoritmit ovat huomattavastimonimuotoisempia. HVDC-yhteydenon tarkoitus siirtää suuria tehojahäiriöttömästi pääteasemiensa välillä,ja tehonsäädön on oltava hyvin tarkkaaja nopeaa sekä mukauduttava myös
Ilmakuva Rauman sähköasemastasesti ryhmitelty kolmeen neljän venttiilintorniin, jotka on ripustettu venttiilihallinkattoon.HVDC-muuntajat syöttävät kolmivaiheisenvaihtojännitteen erikseen molemmille6-pulssisilloille. Rauman tapauksessaon käytetty kolmea yksivaiheistakolmikäämimuuntajaa, joista kukinsyöttää sekä tähteen kytkettyä että kolmioonkytkettyä 6-pulssisiltaa. Muuntajienkäämikytkimillä avustetaan ensisijaisestisuuntaajan ohjauskulmilla suoritettavaatasajännitteen säätöä.Vaihtosähkösuodattimet (AC-suodattimet)rajoittavat suuntaajan tuottamien yliaaltojenpääsyä vaihtosähköverkkoonja tuottavat lisäksi loistehoa suuntaajantarpeisiin. Loistehon kompensointikapasiteettiatarvitaan noin puolet siirrettävästäpätötehosta. Rauman tapauksessaon käytössä kolme 80 Mvar yksikköä,joista kaksi toimii samalla AC-suovaihtosähköverkonmahdollisiin muutoksiinja häiriöihin. Varsinaisten suurjännitekomponenttienohella avainasemassaovat molempien suuntaaja-asemiensäätöjärjestelmät. Nämä ”järjestelmänaivot” ovat jatkuvassa tietoliikenneyhteydessätoisiinsa ja käyttövarmuudentakaamiseksi täysin kahdennettu.HVDC-aseman pääkomponentitlöytyvät kuvasta 3 sekä osin myös Raumansähköaseman ilmakuvasta (kyseessätavanomainen tyristoreilla toteutettuHVDC-asema).Venttiilihalliin sijoitettu 12-pulssinen tyristorisiltamuodostuu kahdesta sarjaankytketystä 6-pulssisillasta. Siltojen välisen30º vaihe-eron ansiosta (muodostettutähti-kolmio-kytkennällä) saadaantasaisempi jännitteen verhokäyrä, mikäpienentää merkittävästi yliaaltojen suodatustarvetta.12 venttiiliä on tyypilli-dattimena ja kolmas on kompensointikondensaattoriilman suodatusosaa.Tasasähkösuodatin (DC-suodatin) ontarpeen, mikäli asemalta lähtevä tasasähköyhteyson avojohtoa, kuten Raumantapauksessa (ensimmäiset 33 kilometriäRihtniemen kaapelipäätteelle). Tällä vältetäänhäiriöiden indusoituminen ympäristönäänitaajuisiin tietoliikenneverkkoihin(puhelinverkot ym.).Tasoituskuristimilla nimensä mukaisestitasoitetaan tasavirtaa rajoittamalla virranmuutosnopeuksia. Näiden mitoitusvaikuttaa suuntaajan toiminnan kannaltamoneen tekijään, kuten suodatukseen,vikavirtoihin ja virran tasaisuuteenpienillä tehoilla.Tasasähkökenttä (DC-kenttä) kytkeevent tiilihallin asemalta lähtevään tasasähköjohtoontai -kaapeliin. Kentälläsijaitsevat tarvittavien kytkinlaitteidensekä tasajännitteen- ja virranmitta-FINGRID 3/2006 53
- Page 4: PääkirjoitusFingridin kymmenen vu
- Page 7 and 8: Seminaarin kahdella teemallaon yhte
- Page 11 and 12: Fingridin neuvottelukunta saa uuden
- Page 13 and 14: toimintojen ristiinsubvention estä
- Page 15 and 16: asti. Fingrid asetti tavoitteekseen
- Page 17 and 18: na kumppanina, kun yhtiön operatii
- Page 19 and 20: Sähkönkäytön kasvuun, verkon ik
- Page 21 and 22: Pelkät ennusteet eivät riitäKant
- Page 23 and 24: Voimantuotannonyksikkökoot kasvama
- Page 25 and 26: Kantaverkkopalvelun hinnoittelurake
- Page 27 and 28: Korkea käyttövarmuusedellyttää
- Page 29 and 30: säätösähkömarkkinoille, ja poh
- Page 31 and 32: European Transmission System Operat
- Page 33 and 34: UUTISVERKKOheisyydessä tarkastella
- Page 35 and 36: keimpiä työkaluja osaamisen varmi
- Page 37 and 38: tyneet pelkistä aikaan perustuvist
- Page 39 and 40: SÄHKÖÄ VENÄJÄLTÄSähkön tuon
- Page 41 and 42: Tulevaisuuden suunnitteluatosiasioi
- Page 44 and 45: osaksi valtakunnallisia alueidenkä
- Page 46 and 47: Käyttöinsinööri Ari Marttinenty
- Page 48 and 49: Käyttämättömät voimalaitokset
- Page 50 and 51: dä markkinoille sähkönmyyntitarj
- Page 54 and 55: Kantaverkon ABCuslaitteiden lisäks
- Page 57 and 58: Johtomestarin matkassaKansallisomai
- Page 59 and 60: harvoin, ja silloinkin apuna ovat s
- Page 61 and 62: Päivän TYÖTTällä palstalla fin
- Page 63 and 64: Taas vuosi lopuillaan.Minne se hupe
Ilmakuva Rauman sähköasemastasesti ryhmitelty kolmeen neljän venttiilintorniin, jotka on ripustettu venttiilihallinkattoon.HVDC-muuntajat syöttävät kolmivaiheisenvaihtojännitteen erikseen molemmille6-pulssisilloille. Rauman tapauksessaon käytetty kolmea yksivaiheistakolmikäämimuuntajaa, joista kukinsyöttää sekä tähteen kytkettyä että kolmioonkytkettyä 6-pulssisiltaa. Muuntajienkäämikytkimillä avustetaan ensisijaisestisuuntaajan ohjauskulmilla suoritettavaatasajännitteen säätöä.Vaihtosähkösuodattimet (AC-suodattimet)rajoittavat suuntaajan tuottamien yliaaltojenpääsyä vaihtosähköverkkoonja tuottavat lisäksi loistehoa suuntaajantarpeisiin. Loistehon kompensointikapasiteettiatarvitaan noin puolet siirrettävästäpätötehosta. Rauman tapauksessaon käytössä kolme 80 Mvar yksikköä,joista kaksi toimii samalla AC-suovaihtosähköverkonmahdollisiin muutoksiinja häiriöihin. Varsinaisten suurjännitekomponenttienohella avainasemassaovat molempien suuntaaja-asemiensäätöjärjestelmät. Nämä ”järjestelmänaivot” ovat jatkuvassa tietoliikenneyhteydessätoisiinsa ja käyttövarmuudentakaamiseksi täysin kahdennettu.HVDC-aseman pääkomponentitlöytyvät kuvasta 3 sekä osin myös Raumansähköaseman ilmakuvasta (kyseessätavanomainen tyristoreilla toteutettuHVDC-asema).Venttiilihalliin sijoitettu 12-pulssinen tyristorisiltamuodostuu kahdesta sarjaankytketystä 6-pulssisillasta. Siltojen välisen30º vaihe-eron ansiosta (muodostettutähti-kolmio-kytkennällä) saadaantasaisempi jännitteen verhokäyrä, mikäpienentää merkittävästi yliaaltojen suodatustarvetta.12 venttiiliä on tyypilli-dattimena ja kolmas on kompensointikondensaattoriilman suodatusosaa.Tasasähkösuodatin (DC-suodatin) ontarpeen, mikäli asemalta lähtevä tasasähköyhteyson avojohtoa, kuten Raumantapauksessa (ensimmäiset 33 kilometriäRihtniemen kaapelipäätteelle). Tällä vältetäänhäiriöiden indusoituminen ympäristönäänitaajuisiin tietoliikenneverkkoihin(puhelinverkot ym.).Tasoituskuristimilla nimensä mukaisestitasoitetaan tasavirtaa rajoittamalla virranmuutosnopeuksia. Näiden mitoitusvaikuttaa suuntaajan toiminnan kannaltamoneen tekijään, kuten suodatukseen,vikavirtoihin ja virran tasaisuuteenpienillä tehoilla.Tasasähkökenttä (DC-kenttä) kytkeevent tiilihallin asemalta lähtevään tasasähköjohtoontai -kaapeliin. Kentälläsijaitsevat tarvittavien kytkinlaitteidensekä tasajännitteen- ja virranmitta-FINGRID 3/<strong>2006</strong> 53
Change language