Jännitehallinnan menetelmät sähköverkossa

Jänniteohjauksen menetelmät sähköverkossa

Sähköverkon jännite vaihtelee kuormituksen muutosten mukaan. Yleensä jännite on korkeampi kevyen kuorman aikana ja alhaisempi raskaan kuorman aikana. Jotta jännitettä voidaan pitää hyväksyttävissä rajoissa, tarvitaan lisävarusteita. Nämä laitteet nostavat jännitettä, kun se on alhainen, ja alentavat sitä, kun se on liian korkea. Seuraavat ovat sähköverkoissa käytetyt jänniteohjausmenetelmät:

• Kuormalla tapahtuva askelmuutosmuuntaja

• Kuormattomalla tapahtuva askelmuutosmuuntaja

• Rinnakkaisreaktorit

• Synkroniset vaiheenkantajat

• Rinnakkaiskytketty kondensaattori

• Staattinen VAR-järjestelmä (SVS)

Jännitteen ohjaaminen rinnakkaisinduktiivisen elementin avulla kutsutaan rinnakkaiskompensaatioksi. Rinnakkaiskompensaatio jaetaan kahteen tyyppiin: staattiseen rinnakkaiskompensaatioon ja synkroniseen kompensaatioon. Staattisessa rinnakkaiskompensaatiossa käytetään rinnakkaisreaktorit, rinnakkaiskytkettyjä kondensaattoreita ja staattisia VAR-järjestelmiä, kun taas synkroninen kompensaatio perustuu synkronisiin vaiheenkantajiin. Jänniteohjausmenetelmät selitetään yksityiskohtaisemmin alla.

Kuormattomalla tapahtuva askelmuutosmuuntaja: Tässä lähestymistavassa jännitteen säätö suoritetaan muuntajan askelarvon muuttamalla. Ennen askelarvon muuttamista muuntajan on erotettava virtalähde. Muuntajan askelarvon muuttaminen tehdään pääasiassa manuaalisesti.

Kuormalla tapahtuva askelmuutosmuuntaja: Tämä asetus käytetään muuntajan askelarvon säätämiseen jännitteen ohjaamiseksi, kun muuntaja tuottaa kuormaa. Useimmat tehojen muuntajat on varustettu kuormalla tapahtuvilla askelmuutoksilla.

Rinnakkaisreaktori: Rinnakkaisreaktori on induktiivinen virran elementti, joka on kytketty linjan ja neutraalin välille. Se kompensoi siirtolinjoista tai maanalaisista kaapeleista alkaneen induktiivisen virran. Rinnakkaisreaktorit käytetään pääasiassa pitkiin etäisyyksiin ulottuviin erittäin korkean jännitteen (EHV) ja äärimmäisen korkean jännitteen (UHV) siirtolinjoihin reaktiivisen tehon hallintaan.

Rinnakkaisreaktorit asennetaan EHV- ja UHV-linjojen lähetyspääasemalle, vastaanotuspääasemalle ja välipääasemille. Pitkiin etäisyyksiin ulottuviin siirtolinjoihin rinnakkaisreaktorit kytketään noin 300 kilometrin välein keskipisteiden jännitteen rajoittamiseksi.

Rinnakkaiskytketty kondensaattori: Rinnakkaiskytketty kondensaattori on kondensaattori, joka on kytketty rinnakkaan linjan kanssa. Ne asennetaan vastaanotuspääasemille, jakeluasemille ja kytkentäasemille. Rinnakkaiskytketyt kondensaattorit syöttävät reaktiivisia volt-ampereita linjaan ja ne järjestetään yleensä kolmivaiheina.

Synkroninen vaiheenkantaja: Synkroninen vaiheenkantaja on synkronimoottori, joka toimii ilman mekaanista kuormaa. Se on kytketty linjan vastaanotuspääaseman kuormaan. Vaihtamalla kentän vitsauskytkimen voimakkuutta synkroninen vaiheenkantaja voi joko nauttia tai tuottaa reaktiivisen tehon. Se ylläpitää vakio jännitettä kaikissa kuormituksen olosuhteissa ja parantaa myös tehonsuhdetta.
Staattinen VAR-järjestelmä (SVS): Staattinen VAR-kompensaattori syöttää tai nauttii induktiivista VAR:ia järjestelmään, kun jännite poikkeaa viitearvosta, olipa se korkeampi tai alhaisempi. Staattisessa VAR-kompensaattorissa thyristorit käytetään kytkentälaitteina pistekytkentien sijaan. Nykyaikaisissa järjestelmissä thyristorien kytkentä on korvannut mekaanisen kytkentän sen nopeammasta toiminnasta ja kyvystä tarjota kytkentäohjauksen kautta häiriötön toiminta.