Μέθοδοι Έλεγχου Τάσης στο Σύστημα Ρεύματος

Μέθοδοι Ελέγχου Τάσης στο Σύστημα Ρεύματος

Η τάση ενός συστήματος ρεύματος υπόκειται σε μεταβολές σύμφωνα με τις διακυμάνσεις του φορτίου. Συνήθως, η τάση αυξάνεται κατά τη διάρκεια περιόδων ελαφρού φορτίου και μειώνεται υπό συνθήκες βαρύ φορτίου. Για να διατηρηθεί η τάση του συστήματος εντός αποδεκτών ορίων, είναι απαραίτητο πρόσθετο εξοπλισμός. Αυτός ο εξοπλισμός λειτουργεί για να αυξήσει την τάση όταν είναι χαμηλή και να τη μειώσει όταν είναι υπερβολικά υψηλή. Οι παρακάτω μέθοδοι χρησιμοποιούνται στα συστήματα ρεύματος για τον έλεγχο της τάσης:

• Μετατροπέας με Παραλλαγή Τάσης Κατά τη Διάρκεια Φορτίου (On - Load Tap Changing Transformer)

• Μετατροπέας με Παραλλαγή Τάσης Χωρίς Φορτίο (Off - Load Tap Changing Transformer)

• Παράλληλες Αντίστασεις (Shunt Reactors)

• Συγχρόνιες Φασικές Μεταβατικές (Synchronous Phase Modifiers)

• Παράλληλες Κατανεμητικές (Shunt Capacitors)

• Στατικό Σύστημα VAR (SVS)

Ο έλεγχος της τάσης του συστήματος με τη βοήθεια παράλληλου επιδραστικού στοιχείου αναφέρεται ως παράλληλη αντιστάθμιση. Η παράλληλη αντιστάθμιση κατατάσσεται σε δύο τύπους: στατική παράλληλη αντιστάθμιση και συγχρόνη αντιστάθμιση. Στη στατική παράλληλη αντιστάθμιση, χρησιμοποιούνται παράλληλες αντίστασεις, παράλληλες κατανεμητικές και στατικά συστήματα VAR, ενώ η συγχρόνη αντιστάθμιση χρησιμοποιεί συγχρόνιες φασικές μεταβατικές. Οι μέθοδοι ελέγχου της τάσης αναλύονται λεπτομερώς παρακάτω.

Μετατροπέας με Παραλλαγή Τάσης Χωρίς Φορτίο: Σε αυτή την προσέγγιση, ο έλεγχος της τάσης επιτυγχάνεται με την αλλαγή της λόγου των σπειρών του μετατροπέα. Πριν από την αλλαγή του tap, ο μετατροπέας πρέπει να αποσυνδεθεί από την πηγή ρεύματος. Η αλλαγή του tap του μετατροπέα εκτελείται κυρίως χειροκίνητα.

Μετατροπέας με Παραλλαγή Τάσης Κατά τη Διάρκεια Φορτίου: Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται για την προσαρμογή της λόγου των σπειρών του μετατροπέα για τον έλεγχο της τάσης του συστήματος ενώ ο μετατροπέας παρέχει φορτίο. Οι περισσότεροι μετατροπείς ρεύματος είναι εξοπλισμένοι με μετατροπείς παραλλαγής τάσης κατά τη διάρκεια φορτίου.

Παράλληλη Αντίσταση: Η παράλληλη αντίσταση είναι ένα επιδραστικό στοιχείο που συνδέεται μεταξύ της γραμμής και της ουδετεράς. Αντισταθμίζει την επιδραστική ροή που προέρχεται από γραμμές μεταφοράς ή υπόγειες καλώδια. Οι παράλληλες αντίστασεις χρησιμοποιούνται κυρίως σε μακρά γραμμές μεταφοράς Υψηλής (EHV) και Υπερυψηλής (UHV) τάσης για τον έλεγχο της επιδραστικής ισχύος.

Οι παράλληλες αντίστασεις εγκαταστάνται στο υποσταθμό εξαρτήσεως, στο υποσταθμό λήψης και στα μεσαία υποσταθμιακά στα μακρά EHV και UHV γραμμές. Σε μακρές γραμμές μεταφοράς, οι παράλληλες αντίστασεις συνδέονται σε διαστήματα περίπου 300 χλμ για τον περιορισμό της τάσης σε μεσαία σημεία.

Παράλληλες Κατανεμητικές: Οι παράλληλες κατανεμητικές είναι κατανεμητικές που συνδέονται παράλληλα με τη γραμμή. Εγκαταστάνται σε υποσταθμούς λήψης, υποσταθμούς κατανομής και υποσταθμούς σύνδεσης. Οι παράλληλες κατανεμητικές εισάγουν επιδραστικά βολτ-αμπερ εις τη γραμμή και συνήθως διατίθενται σε τριφασικά τραπέζια.

Συγχρόνιες Φασικές Μεταβατικές: Η συγχρόνια φασική μεταβατική είναι ένας συγχρόνος κινητήρας που λειτουργεί χωρίς μηχανικό φορτίο. Συνδέεται με το φορτίο στο σημείο λήψης της γραμμής. Με τη μεταβολή της εξάρτησης της περιφερειακής στροφολογίας, η συγχρόνια φασική μεταβατική μπορεί να απορροφήσει ή να παράγει επιδραστική ισχύ. Διατηρεί σταθερή τάση υπό όλες τις συνθήκες φορτίου και βελτιώνει επίσης τον συντελεστή επιδραστικότητας.
Στατικό Σύστημα VAR (SVS): Το στατικό συστήματο αντιστάθμισης VAR εισάγει ή απορροφά επιδραστική VAR στο σύστημα όταν η τάση αποκλίνει από την αναφερόμενη τιμή, είτε υψηλότερη είτε χαμηλότερη. Σε ένα στατικό σύστημα αντιστάθμισης VAR, χρησιμοποιούνται thyristors ως στροφολογικά στοιχεία αντί για παραλλαγητές. Σε σύγχρονα συστήματα, η στροφολογική λειτουργία έχει αντικαταστήσει τη μηχανική στροφολογία λόγω της γρηγορότερης λειτουργίας και της δυνατότητας παροχής λειτουργίας χωρίς μεταβατικές καταστάσεις μέσω του ελέγχου στροφολογίας.