Loviisan ydinvoimalan toiminta kantaverkkoyhteyden katketessa

Thumbnail Image

Files

Passila_Miika_2025.pdf (954.09 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-09-09

Department

Major/Subject

Elektroniikka ja sähkötekniikka

Mcode

ELEC3013

Degree programme

Sähkötekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

32

Series

Abstract

Toimintavarma sähkönsyöttö on yksi ydinvoimalaitoksen perusedellytyksistä. Erilaiset häiriötilanteet sähkönsiirtoverkossa voivat kuitenkin keskeyttää voimalaitoksen sähkönsaannin. Tällaisiin tilanteisiin tulee varautua monipuolisilla suojaus- ja varajärjestelmillä. Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli selvittää, mitä vaikutuksia erilaisilla sähköverkon häiriöillä on ydinvoimalaitokselle ja kuinka Loviisan ydinvoimalaitoksella reagoidaan, jos 400 kV:n kantaverkkoyhteys katkeaa. Työssä tutkittiin erilaisia sähköverkon häiriöitä, kuten oiko- ja maasulkuja, vaihekatkoja, jännitetason vaihteluita sekä aliharmonista resonanssia (SSR). Häiriöiden vaikutuksia tarkasteltiin kansainvälisten tapahtumaesimerkkien avulla. Lisäksi työssä kuvattiin Loviisan sähköjärjestelmä, ja sen suojausmenetelmiä, kuten relesuojaus, maadoitukset ja kytkinlaitteet, perustuen yleisiin sähköverkon suojausperiaatteisiin. Työn perusteella voidaan todeta, että Loviisan ydinvoimalaitoksella on varauduttu kantaverkkoyhteyden katkeamiseen jälkeisiin tapahtumaketjuihin kattavasti. Automaattiset suojaustoiminnot, hätädieselgeneraattorit ja erillinen varavoimalaitos turvaavat sähkönsyötön kriittisille järjestelmille, ja ne mahdollistavat reaktorin jäähdytyksen useiden tuntien ajan onnettomuustilanteissa. Tulokset korostavat, että ydinvoimalaitosten suunnitteluperiaatteet, kuten redundanssi, erilaiset tehonsyötöt ja automaattiset suojaustoiminnot mahdollistavat turvallisen toiminnan myös tilanteissa, joissa yhteydet kantaverkkoon menetetään.

Reliable electricity supply is one of the basic requirements for Nuclear power plant (NPP). However, failures in the electrical transmission grid can interrupt the external power feed, which makes the comprehensive protections and backup systems essential. The goal of this bachelor’s thesis was to examine the types of electrical disturbances that can affect the NPP and to analyse how the Loviisa NPP responds to the loss of it’s primary 400 kV external supply. The thesis discussed common grid disturbances such as short circuits, open phase conditions, voltage level variations and subsynchronous resonance (SSR). The effects of these disturbances were reviewed based on international case studies. In additon, the thesis described the electrical system of Loviisa NPP and its protection methods–such as relay protection, grounding ans switching devices–based on general power system protection principles. Automatic protection functions, emergency diesel generators and a separate backup power plant ensures electricity supply to critical systems, thereby enabling reactor cooling for several hours during accident events. The results highlight that the design principles – such as redundancy, diverse power supplies and automatic protection actions – enable safe operataion even in situations where all connections to transmission grid are lost.

Description

Supervisor

Turunen, Markus

Thesis advisor

Lehtonen, Matti

Keywords

sähkökatko, ydinvoimala, oikosulku, vaihekatko, SSR, jännitekuoppa

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202509237219

Collections

[kand] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC