Metoder til spændingskontrol i elektricitetsnetværk

Metoder til spændingskontrol i strømsystemer

Spændingen i et strømsystem varierer i overensstemmelse med belastningsfluktueringer. Typisk er spændingen høj under lette belastninger og lav under tunge belastninger. For at opretholde systemets spænding inden for acceptable grænser, er yderligere udstyr nødvendigt. Dette udstyr tager sig af at øge spændingen, når den er lav, og nedbringe den, når den er for høj. Følgende er metoder anvendt i strømsystemer til spændingskontrol:

• Trafo med påslaget tapændring

• Trafo med fraslaget tapændring

• Shunt reaktorer

• Synkron faserjusterer

• Shunt kondensatorer

• Statisk VAR-system (SVS)

Kontrollen af systemets spænding ved hjælp af en shunt-induktiv komponent kaldes shunt-kompensation. Shunt-kompensation er inddelt i to typer: statisk shunt-kompensation og synkron kompensation. I statisk shunt-kompensation bruges shunt reaktorer, shunt kondensatorer og statiske VAR-systemer, mens synkron kompensation benytter synkrone faserjusterere. Metoderne til spændingskontrol er detaljeret nedenfor.

Trafo med fraslaget tapændring: I denne metode opnås spændingskontrol ved at ændre trafoens viklingsforhold. Inden tapændringen foretages, skal trafoen afkobles fra strømforsyningen. Tapændring af trafoen udføres hovedsageligt manuelt.

Trafo med påslaget tapændring: Denne konfiguration bruges til at justere trafoens viklingsforhold for at regulere systemets spænding, mens trafoen leverer belastning. De fleste strømtransformatorer er udstyret med påslagtapændringer.

Shunt reaktor: En shunt reaktor er en induktiv strømkomponent forbundet mellem linjen og neutralen. Den kompenserer for den induktive strøm, der kommer fra transmissionslinjer eller underjordiske kabler. Shunt reaktorer bruges primært i lange Extra-Høgspændings- (EHV) og Ultra-Høgspændings- (UHV) transmissionslinjer for reaktiv effekt kontrol.

Shunt reaktorer installeres i afsendelsessubstation, modtagelsessubstation og mellemliggende substations i lange EHV- og UHV-linjer. I lange transmissionslinjer forbinder shunt reaktorer på intervaller på cirka 300 km for at begrænse spændingen ved de midlertidige punkter.

Shunt kondensatorer: Shunt kondensatorer er kondensatorer forbundet parallel med linjen. De installeres i modtagelsessubstations, distributionssubstations og skiftestationer. Shunt kondensatorer indfører reaktive voltamper i linjen og er typisk arrangeret i tre-fase banke.

Synkron fasejusterer: En synkron fasejusterer er en synkron motor, der kører uden mekanisk last. Den er forbundet til belastningen i det modtagende enden af linjen. Ved at variere spændingen i feltvindingen kan den enten absorbere eller generere reaktiv effekt. Den opretholder en konstant spænding under alle belastningsforhold og forbedrer også effektfaktoren.
Statisk VAR Systemer (SVS): Statisk VAR kompensatorer injectorer eller absorberer induktive VAR i systemet, når spændingen afviger fra referencen, både højere og lavere. I en statisk VAR kompensator bruges thyristorer som slukningsenheder i stedet for brydere. I moderne systemer har thyristor-slukning erstattet mekanisk slukning på grund af dets hurtigere operation og evnen til at give drift uden transitoriske forstyrrelser gennem slukningskontrol.