Metody řízení napětí v elektrickém systému

Metody řízení napětí v elektrickém systému

Napětí v elektrickém systému se mění v závislosti na kolísání zatěžování. Obvykle je napětí vyšší během období s nízkou zátěží a nižší za podmínek s vysokou zátěží. Pro udržení napětí systému v přijatelných mezích je třeba dodatečného vybavení. Toto vybavení slouží k zvýšení napětí, když je nízké, a k jeho snížení, když je příliš vysoké. Následující metody jsou používány v elektrických systémech pro řízení napětí:

• Transformátor s přepínáním čepů za zátěže

• Transformátor s přepínáním čepů bez zátěže

• Sériové reaktory

• Synchrónní fázové modifikátory

• Paralelní kondenzátory

• Statický VAR systém (SVS)

Řízení napětí systému pomocí paralelní induktivní součástky se nazývá paralelní kompenzace. Paralelní kompenzace se dělí do dvou typů: statická paralelní kompenzace a synchrónní kompenzace. V statické paralelní kompenzaci se používají sériové reaktory, paralelní kondenzátory a statické VAR systémy, zatímco synchrónní kompenzace využívá synchrónní fázové modifikátory. Metody pro řízení napětí jsou detailně popsány níže.

Transformátor s přepínáním čepů bez zátěže: Tento přístup umožňuje řízení napětí změnou poměru ovinutí transformátoru. Před přepnutím čepu musí být transformátor odpojen od zdroje energie. Přepínání čepů transformátoru se provádí převážně ručně.

Transformátor s přepínáním čepů za zátěže: Tato konfigurace se používá k úpravě poměru ovinutí transformátoru pro regulaci napětí systému, zatímco transformátor dodává zátěž. Většina transformátorů pro distribuci energie je vybavena přepínači čepů za zátěže.

Sériový reaktor: Sériový reaktor je induktivní prvek spojený mezi vedením a neutrálem. Kompenzuje induktivní proud pocházející z přenosových linek nebo podzemních kabelů. Sériové reaktory se primárně používají v dlouhých vysokonapěťových (EHV) a ultravysokonapěťových (UHV) přenosových liniích pro kontrolu reaktivního výkonu.

Sériové reaktory jsou instalovány v odesílací podstanici, přijímací podstanici a mezistanicích dlouhých EHV a UHV linek. V přenosových liniích na velké vzdálenosti jsou sériové reaktory spojovány v intervalech asi 300 km, aby bylo omezeno napětí v mezibodech.

Paralelní kondenzátory: Paralelní kondenzátory jsou kondenzátory spojené paralelně s vedením. Jsou instalovány v přijímacích podstanicích, distribučních podstanicích a přepínacích stanicích. Paralelní kondenzátory vkládají reaktivní voltampéry do vedení a jsou obvykle uspořádány ve třífázových bancech.

Synchrónní fázový modifikátor: Synchrónní fázový modifikátor je synchrónní motor pracující bez mechanické zátěže. Je spojen s zátěží na přijímacím konci vedení. Změnou vzrušení pole lze synchrónní fázový modifikátor buď absorbovat, nebo generovat reaktivní výkon. Udržuje konstantní napětí za všech podmínek zátěže a také zlepšuje koeficient využití.
Statické VAR systémy (SVS): Statický VAR kompenzátor vkládá nebo absorbuje induktivní VAR do systému, když napětí odchyluje od referenční hodnoty, ať už je vyšší nebo nižší. V statickém VAR kompenzátoru se jako přepínače používají thyristory místo spínačů. V moderních systémech bylo mechanické přepínání nahrazeno thyristorovým přepínáním kvůli rychlejšímu fungování a schopnosti poskytnout přepínání bez přechodných jevů prostřednictvím řízení přepínání.