Suomen sähköverkko
Suomen sähköverkko muodostuu eri toimijoiden ylläpitämistä sähkön siirto- ja jakeluverkoista, jotka yhdessä välittävät voimalaitoksissa tuotetun sähkön maan eri osissa oleville kuluttajille.[1]
Sähkön siirto maan eri osiin valtakunnan tasolla tapahtuu korkeajännitteisessä Fingridin kantaverkossa. Seuraavana vaiheena verkkohierarkiassa ovat alueverkot, joiden alue kattaa yhtä tai kahta maakuntaa laajuudeltaan vastaavan alan. Alueverkkoyhtiöitä on 12. Paikallisten sähköyhtiöiden jakeluverkkoja on noin 80.[2]
Vuonna 2015 Suomen sähkönkulutuksesta katettiin noin 80 prosenttia omalla tuotannolla ja loput tuotiin siirtoyhteyksillä muista maista.[3] Suurin osa tuontisähköstä tuli Ruotsista.[3]
Sähkön tultua Suomeen 1880-luvun taitteessa (Helsingin rautatieaseman valaistus 10.12.1877 ja Finlaysonin tehdassalin valaistus 1882) useimmat sähköverkot olivat aluksi laitoskohtaisia, tai paikallisia ja laajenivat alueellisiksi 1920-luvulle mennessä, jolloin pieniä sähkölaitoksia oli Suomessa noin 200. Suurimmissa kaupungeissa oli omat niin sanotut sähkötehtaat, kun taas pienemmissä teollisuustaajamissa teollisuusyritykset rakensivat ympäröivälle lähialueelle sähköverkon ja toimittivat sähköenergian, joka usein oli vesivoimalla tuotettua.
Sähkön tärkein julkinen käyttösovellus oli aivan alussa katuvalaistus ja lähinnä lamppukuorman syötössä oli käytössä tasajännitejakelu, usein 127V. Sähkö tuotettiin yleensä höyry-, tai dieselgeneraattoreilla ja samalla ladattiin akkuja, jotka syöttivät vähäisen kuorman aikaan yöllä verkkoa ja moottorigeneraattorit saatettiin sammuttaa. Tasajännitejakelusta kuitenkin luovuttiin paikkakunnittain sähkön kulutuksen kasvaessa ja vaihtovirtatekniikan teknisten etujen takia 1910–1930-luvuilla. Monissa kaupungeissa ja asutustaajamissa muutettiin Suomen Sähkölaitosyhdistyksen ohjelman mukaan lähinnä 1950-l. alussa 3 kV keskijänniteverkkoja 20 kV verkoiksi ja samaan aikaan 220/127 V jakelujännite kuluttajille nostettiin 380/220 V jännitteeksi, koska keskijänniteverkkojen muuntajat piti joka tapauksessa uusia.
Muutoksia 127 voltista 220 volttiin oli tehty pienissä sähkölaitoksissa jo 1930-luvulta asti. Kuluttajien tavallisimpien sähkölaitteiden jännitemuutostyöt (mm. radiot, moottorit, joissa selvittiin kytkentämuutoksella) ja hehkulamppujen vaihdot hoitivat paikalliset sähkölaitokset, muiden sähkölaitteiden muutostyöt ja osan mittaroinnista maksoivat kuluttajat. Näin saatiin sähkön hävikkiä ja siirtohäviöitä vähennettyä ja siirtokapasiteettia kohotettua. Maaseudulla keskijänniteverkot oli jo alun perin rakennettu 20 kV jännitteelle ja jakelujännite oli 380/220V.
Suomen ensimmäinen suurjänniteyhteys 7,8kV:n jännitteellä valmistui 1898 ja yhdisti Laatokan Karjalassa Uuksunjokeen rakennetut vesivoimalat Ylä-Uuksunkoski, Kivikulmankoski ja Jukakoski 7,5km:n päässä sijainneille E.M.Meyer&Co.:n Pitkärannan kaivoksien uudelle sähkömagneettiselle rikastuslaitokselle. Seuraavana vuonna valmistui samanpituinen suurjännitelinja Läskelän vesivoimalaitokselta Välimäen rautakaivokselle. Täysin suomalaisvoimin toteutetun Lavolankosken vesivoimalan sähköä alettiin siirtää vuoden 1900 syksyltä Viipurin Neitsytniemen muuntoasemalle 33km:n matkan 15kV jännitteellä.
1912 rakennettiin Suomen pisin 20kV:n linja Rauman höyryvoima-asemalta Peipohjaan ja vuonna 1921 70kV:n siirtoyhteys Äetsän vesivoimalaitokselta Poriin Rosenlewin tehtaille. Tällaiset lähinnä 1910–1920-luvulla rakennetut alueverkot yhdistivät voimalaitoksia ja kaupunkeja useiden kymmenien kilometrien säteellä. Tornion sähkölaitos osti v. 1924 alkaen sähköä Ruotsista Ekfors Kraftilta 20 kV (v. 1943 40 kV) siirtoyhteydellä.
Varsinaisen kantaverkon alkuhetki oli Imatrankosken vesivoimalaitoksen ja sen Turkuun ja Viipuriin yhdistävän 563 kilometrin mittaisen Suomen ensimmäisen 110kV:n suurjännitesiirtojohdon, eli niin sanotun Rautarouva-linjan käyttöönotto 16. tammikuuta 1929. Tähän runkoyhteyteen liitettiin sähköasemien kautta sen varrella sijainneita sähkölaitosten alueverkkoja, muun muassa Helsingin 35kV alueverkko. Linjan länsipäähän rakennettiin v. 1939 tasaamaan ja varmistamaan sähköntuotantoa Vanajan höyry­voima­laitoksen ensimmäinen yksikkö teholtaan 40 MW.
Vähäsateisten vuosien 1932–1934 aiheuttama vesivoimapula johti teollisuudessa sähköpulaan, joka rajoitti laajentuvaa teollisuustuotantoa ja nosti kustannuksia varsinkin Kymenlaaksossa. Teollisuus joutui ostamaan sähköä Imatran Voimalta ja tuottamaan sitä kivihiilellä vuonna 1932. Teollisuus päätti heti rakentaa Vuokseen oman vesivoimalan ja sille omaa rinnakkaista sähkönsiirtoverkkoa. Verkon ensimmäinen osa rakennettiin samanaikaisesti Vuokseen rakennetun Rouhialan 100MW vesivoimalaitoksen kanssa, joka valmistui 1937. Rouhialan sähköä käyttivät osakkaat Kymin Osakeyhtiö Kuusankoskella, Enso-Gutzeit Imatralla, Yhtyneet Paperitehtaat, Etelä-Suomen Voima, Tampella ja Ahlström. 120kV:n siirtolinja rakennettiin Rouhialasta Imatralle, sekä Inkeroisiin, mistä se haarautui Kyminlinnaan ja Kuusankoskelle. Myös Simpeleen paperitehtaan oma 47kV:n johto liitettiin Rouhialan vesivoimalaitokseen. ESV:n 1930 valmistunut 70kV:n linja Kymijoelta Porvoon kautta Helsinkiin liitettiin tähän Rouhialan Voima Oy:n verkkoon Kyminlinnasta, sekä Inkeroisista. Imatran Voiman siirtoverkko ja teollisuuden oma siirtoverkko olivat suoraan yhdistettynä toisiinsa vain Korialta aina 1950-luvulle asti.
Sodanjälkeisten alueluovutusten yhteydessä Suomi menetti noin kolmasosan vesivoimatuotannostaan (35 vesivoimalaitosta, 122MW tehoa, muun muassa Enso ja Rouhiala) ja osan kantaverkkoa, sekä Kannaksen 35kV:n alueverkon. Tilanne johti sähköpulaan ja sähkönkäytön säännöstely loppui vasta helmikuussa 1949. Teollisuus aloitti Rouhialan korvaavan vesivoimaprojektin jo 1944 Kemijoen Isohaarassa, joka käynnistyi loppuvuodesta 1948. Voimalaitoksen lopullinen teho on 106 MW. Raha- ja tavarapula vaikeuttivat voimalaitoksen ja sen siirtoyhteyksien rakentamista.
Eteläisen Suomen sähköntarve sysäsi liikkeelle Pohjois-Suomen vesivoimaloiden rakentamisen ja sähkön siirtoon rakennettiin 220kV:n linja Oulunjoen Pyhäkoskelta Hikiälle vuonna 1951, sekä 400kV:n linja Kemijoen Pirttikoskelta Hyvinkäälle 1960.
Valtioneuvoston poistaessa sähkönvientikiellon vuonna 1959 rakennettiin Torniosta 110kV:n yhteys Ruotsin kantaverkkoon. Sähkön tuonti Suomeen Enso-Gutzeitille Venäjän puolelta Enson ja Rouhialan vesivoimaloista alkoi 110kV:n siirtolinjan kautta 1960 ja 1965 Paatsjoen voimalaitoksilta Inariin 45 kV (myöhemmin 110 kV) siirtolinjalla.
Suomessa tuotettu ja ulkomailta ostettu energia siirretään verkkoyhtiöille ja teollisuudelle kanta- ja alueverkkojen avulla. Jakeluverkko taas koostuu keski- ja pienjännitejohdoista.
Suomessa suurjänniteverkkoa kutsutaan kanta- ja alueverkoksi. Kantaverkko koostuu 400-, 220- ja tärkeimmistä 110kV:n voimansiirtojohdoista sähköasemineen. Alueverkko puolestaan käsittää muun muassa valtaosan 110kV:n johdoista. Eristimet ovat nykyään lasia tai komposiittimateriaaleja; ennen posliinia. Eristinketju voi olla muodoltaan I-tyyppinen tai V-tyyppinen. Toimilupa 110 kV:n - 440 kV:n sähkön siirtämiseen Suomessa on Enso Alueverkko Oy:llä, EPV Alueverkko Oy:llä, Kittilän Alueverkko Oy:llä, Lapin Sähköverkko Oy:llä, Mäntän Energia Oy:llä, Porvoon Alueverkko Oy:llä, PVO-Alueverkot Oy:llä, Satapirkan Sähkö Oy:llä, Satavakka Oy:llä, Sähkö-Virkeät Oy:llä, UPM Sähkönsiirto Oy:llä, Ääneverkko Oy:llä ja Fingrid Oy:llä. Suomessa kantasähköverkosta vastaa Fingrid Oy.[4]
Jakeluverkot 110kV:n sähköasemilta kuluttajille koostuvat nykyään suurimmaksi osaksi 20kV:n johdoista sähköasemien ja jakelumuuntajien välillä sekä 400voltin pienjänniteverkosta jakelumuuntajilta kuluttajille. Joissain kaupungeissa on käytössä myös 6 ja 10kV:n jännitetasot. Käytössä on vähenevissä määrin myös 30 ja 45kV:n jakeluverkkoja pienempien asutuskeskusten välillä. Näitä korvataan lyhyemmillä matkoilla vahvistamalla 20kV:n verkkoja ja pidemmillä matkoilla rakentamalla 110kV:n johtoja ja sähköasemia.
Kokeilukäyttöön on Suomessa rakennettu (Suur-Savon Sähkö Oy) kolmiportaista jakeluverkkoa, jossa 20kV:n keskijänniteverkosta sähkö siirretään kuluttajan lähettyville 1kV:n verkossa ennen muuntamista 0,4kV:iin. 1000V:n verkoilla voidaan korvata häiriöherkkiä 20kV:n verkon lyhyitä, alle muutamien kilometrien haarajohtoja lähinnä vapaa-ajan asunnoille. Nykyisen 230/400V jakelujärjestelmän johdot ja muut komponentit soveltuva sellaisenaan 1kV:n vaihtojänniteelle (tai ±1,5kV tasajännitteelle). Järjestelmä vähentää johtokatujen tarvetta ja mahdollistaa kaapelin maahan auraamisen. Lisäkustannuksina on kuitenkin 1/0,4kV muuntaja, sekä järjestelmän vaatima suojalaitteisto, jolla muun muassa rajoitetaan kosketusjännitettä vikatapauksissa.
Suomen sähköverkon omistuksesta ja ylläpidosta huolehtii kaksi eri ryhmää. Fingrid Oyj:n hallinnoimaan kantaverkkoon kuuluu yli 14000 kilometriä voimajohtoja ja noin sata sähköasemaa. Muista verkoista huolehtivat paikalliset sähkönsiirtoyhtiöt.
Suomen sähköverkko on osa pohjoismaista yhteiskäyttöverkkoa. Kantaverkko on yhdistetty Norjan, Ruotsin, Venäjän ja Viron verkkoihin.
Ruotsi Vaihtosähkö Pohjois-Ruotsin verkkoon (1600MW) yhdellä 220kV:n (Ossauskoski-Kalix) kahdella 400kV:n (Keminmaa-Svartbyn, Petäjäskoski-Leitsi) johdolla Tasasähkö Etelä-Ruotsin verkkoon (400kVDC Rauma-Dannebo, Fenno-Skan1, 572MW ja Fenno-Skan2 (500 kVDC ja 800 MW). Norjan verkkoon yhdellä 220kV:n (Ivalo-Varangerbotn, 120MW) Venäjän verkkoon (85kVDC Viipurin linkki, 1400MW) Venäjän Paatsjoen voimalaitoksilta tuodaan sähköä Ivalon sähköaseman kautta 110kV:n vaihtosähköyhteydellä (70MW). Viron verkkoon (±150kVDC Espoo-Harku, Estlink 350MW), laajennetaan toisella 650MW yhteydellä vuonna 2013.
Suomessa sähköntuottaminen on vapaata, mutta sähkönjakelu on luonnollisen monopolismin hengessä paikallinen monopoli.
Alajärven Sähkö Oy Asikkalan Voima Oy Caruna Oy (ent. Fortum Sähkönsiirto Oy) Caruna Espoo Oy (ent. Fortum Espoo Distribution Oy) Ekenäs Energi Elenia Verkko Oy Enontekiön Sähkö Oy E.ON Kainuun Sähköverkko Oy ESE-Verkko Oy Esse Elektrokraft Ab Etelä-Suomen Energia Oy Forssan Verkkopalvelut Oy Haminan Energia Oy Haukiputaan Sähköosuuskunta Helsingin Energia Oy Herrfors Oy Ab Hiirikosken Energia Oy Iin Energia Oy Iitin Sähkö Oy Imatran Seudun Sähkönsiirto Oy Jakobstads Energiverk Järvi-Suomen Energia Oy Jeppo Kraft Andelslag JE-Siirto Oy Joroisten Energialaitos Joutsenon Energia Oy Jylhän Sähköosuuskunta Kemin Energia Oy
Keminmaan Energia Oy Keravan Energia Oy Keuruun Sähkö Oy Koillis-Lapin Sähkö Oy Koillis-Satakunnan Sähkö Oy Kokemäen Sähkö Oy Kenet Oy Korpelan Voima Kuntayhtymä Köyliön-Säkylän Sähkö Oy Kronoby Elverk KSS Verkko Oy Kuopion Energia Kuoreveden Sähkö Oy Kymenlaakson Sähkö Oy Lammaisten Energia Oy Lankosken Sähkö Oy Lappeenrannan Energiaverkot Oy LE-Sähköverkko Oy Lehtimäen Sähkö Oy Leppäkosken Sähkö Oy Muonion Sähköosuuskunta Naantalin Energia Oy Nivos Energia Oy Nurmijärven Sähkö Oy Nykarleby Kraftverk Oulun Energia Oulun Seudun Sähkö Outokummun Energia Oy Paneliakosken Voima Oy
Parikkalan Valo Oy Pellon Sähkö Oy Pohjois-Karjalan Sähkö Oy Pori Energia Porvoon Sähköverkko Oy Raahen Energia Oy Rantakairan Sähkö Oy Rauman Energia Oy Rovakaira Oy Rovaniemen Verkko Oy Sallila Energia Oy Savon Voima Verkko Oy Seinäjoen Energia Oy Tampereen Sähköverkko Oy Tenergia Oy Tornion Energia Oy Tornionlaakson Sähkö Oy Tunturiverkko Oy Turku Energia Sähköverkot Oy Vaasan Sähköverkko Oy Vakka-Suomen Voima Oy Valkeakosken Energia Oy Vatajankosken Sähkö Oy Vetelin Sähkölaitos Oy Vimpelin Voima Oy Yli-Iin Sähkö Oy Ääneseudun Energia Oy [5]
Heikki Hartikainen, ”Karjalan voimataloudellinen kehitys”, Karelia Klubi, joulukuu 2008, s. 26-27 Markku Kumpulainen, Jorma Ahvenainen, 1972, "Paperitehtaasta suuryhtiöksi, Kymin Osakeyhtiö vuosina 1918-1939", 1972 Kouvolan Seudun Sähkölaitos, "Sata vuotta sähköä Pohjois-Kymenlaaksossa", 1984 T. Kaukonen, Fingrid, ”Suurhäiriö on aina mahdollinen”
Luokka:Sähkövoima Luokka:Sähkönsiirto Luokka:Energiatekniikka Sähköverkko