Hyvälaatuinen sähkö nostaa tehtaan kilpailukykyä

Suomalaisissa tehtaissa sähkönlaatu ja sähköverkot ovat yleisesti ottaen hyviä, mutta parempaan kannattaa yhä pyrkiä etenkin prosessiteollisuudessa, jolle häiriöt ovat kalliimpia. Häiriöille herkkiä laitteita tulee myös jatkuvasti lisää.

Prosessiteollisuuden ammattilaiset tietävät erittäin hyvin, mitä voi tapahtua, kun prosessin hallinta menetetään. Savukaasupäästörajat ylitetään, purkuputkeen pääsee kemikaaleja, sula metalli jähmettyy senkkaan, prosessiaineita soihdutetaan taivaalle – ja tuote on epäkuranttia tai tuotanto on ajettava kokonaan alas.

Koska prosessihäiriön seuraukset voivat olla hyvinkin mittavat, suomalainen prosessiteollisuus kartoittaa riskejä huolella. Osa riskeistä liittyy sähkönlaatuun. Tärkein asia hyvälaatuiselle sähkölle on sähköverkon käyttövarmuus, ja tehtaissa kiinnitetäänkin huomiota siihen, miten sähkökatkoksien vaikutukset rajataan ajallisesti sekä tuotannollisesti mahdollisimman pieniksi. Mutta miten sähkönlaadun muut häiriöt vaikuttavat sähkölaitteisiin ja koko prosessiin? Mikä on huonolaatuisen sähköverkon hinta kokonaisuudessaan tehtaalle? Näihin kysymyksiin on vaikea vastata.

Uskallan väittää, että näissä kysymyksissä on tehtaiden välillä suuria eroja ja asiaan ei kiinnitetä vielä läheskään riittävästi huomiota. Euroopan kupari-instituutin tutkimus, joka kattoi yli 70 % teollisesta tuotannosta EU 25 -maissa, tuli takavuosina tulokseen, että huono sähkönlaatu, sisältäen käyttövarmuuden, maksaa teollisuudelle 150 miljardia euroa vuodessa.

Suomalaiset tehdasverkot ovat varmasti eurooppalaista keskitasoa parempia, ja sitä niiden pitääkin olla. Meillä on nimittäin poikkeuksellisen paljon prosessiteollisuutta, jossa pientenkin häiriöiden vaikutus kertautuu helposti valtaviksi.

Erinomainen sähköverkko voi olla kuitenkin suomalaiselle tehtaalle se pala, jolla parannetaan entisestään kilpailukykyä jatkuvasti kiristyvässä globaalissa kilpailussa.

Sähkönlaatua kannattaa seurata

Kun sähkö- tai mittalaite antaa häiriöilmoituksia tai rikkoontuu ennen aikojaan, syytä etsitään tavallisesti laitteesta. Monesti ei tiedosteta, että laadukas laite onkin vanhentunut tavallista nopeammin huonolaatuisen sähkön vaikutuksesta.

Tyypillisiä syitä laitevioille ovat harmoniset yliaallot, joita tehoelektroniikan komponentit, kuten tasasuuntaajat ja taajuusmuuttajat aiheuttavat. Ongelmia tuottavat myös yli- ja alijännitteet, jotka voivat aiheutua vaihtelevista kuormista, kuten suuren moottorin käynnistyksestä tai pysäytyksestä, tai vaikkapa ukkosesta. Välkyntä eli toistuva nopea jännitemuutos voi näkyä valaistuksen vilkkumisena, mutta se voi aiheuttaa ongelmia myös muille herkille kuormille, kuten mittalaitteille.

Vaikka huonon sähkönlaadun seurauksia on vaikea arvioida, sähkönlaatua voidaan kuitenkin mitata ja myös parantaa. Sähkönlaatuun ja erityisesti verkon toimintavarmuuteen voidaan vaikuttaa laitteiden valinnoilla sekä hyvällä suunnittelulla. Nykyaikaiseen teollisuusverkkoon tarvitaan sekä aktiivisia että passiivisia laitteita ja järjestelmiä, jotka muun muassa suodattavat yliaaltoja, kompensoivat loistehoa ja tasaavat jännitevaihteluita.

Häiriöiden riskit kasvavat

Häiriön riski ja seurausten mittakaava kasvavat sitä mukaa, kun sähkön kulutus kasvaa ja tehdasverkot vanhenevat. Lisäksi häiriöille herkkiä laitteita tulee lisää niin tehtaan omiin prosesseihin kuin myös läheiseen sairaalaan ja datakeskukseen, joihin tehdas saattaa pahimmillaan vaikuttaa. Samalla sähkön hajautettu tuotanto ja uusiutuvat energialähteet haastavat verkkoyhtiöitä, ja nämä tiukentavat puolestaan vaatimuksia teollisuusasiakkaiden suuntaan.

Teollisuuden rooli kuorman tasaamisessa voi osoittautua lähivuosina yhä tärkeämmäksi ja sitä kautta myös kannattavammaksi. Tehtaiden on myös aika miettiä, miten pitkällä tähtäimellä optimoidaan loistehon kompensointia sekä minimoidaan jakeluverkkoon siirtyvät ja sieltä tulevat häiriöt.

On aika kartoittaa tilanne ja päivittää suunnitelmat. Hyvälaatuinen sähköverkko on jokaisen tehtaan saavutettavissa.

Juha Alopaeus

Hitachi ABB Power Grids