Methoden van spanningcontrole in elektriciteitsnetwerk

Methoden voor spanningregeling in elektriciteitsnetwerken

De spanning in een elektriciteitsnetwerk is onderhevig aan variaties afhankelijk van de lading. Tijdens periodes met lichte belasting is de spanning meestal hoger en tijdens zware belastingsituaties lager. Om de systeemspanning binnen aanvaardbare grenzen te houden, is extra apparatuur nodig. Deze apparatuur dient om de spanning te verhogen wanneer deze laag is en te verlagen wanneer ze te hoog is. De volgende methoden worden in elektriciteitsnetwerken gebruikt voor spanningregeling:

• Transformator met geladen tappositieverandering

• Transformator met niet-geladen tappositieverandering

• Shuntreactoren

• Synchrone fasecorrectors

• Shuntspanningscondensatoren

• Statisch VAR-systeem (SVS)

Het regelen van de systeemspanning met behulp van een shunt-inductieve component wordt shuntcompensatie genoemd. Shuntcompensatie wordt verdeeld in twee typen: statische shuntcompensatie en synchrone compensatie. Bij statische shuntcompensatie worden shuntreactoren, shuntspanningscondensatoren en statische VAR-systemen gebruikt, terwijl bij synchrone compensatie gebruik wordt gemaakt van synchrone fasecorrectors. De methoden voor spanningregeling worden hieronder in detail uitgelegd.

Transformator met niet-geladen tappositieverandering: Met deze methode wordt spanningregeling bereikt door het veranderen van de spoelverhouding van de transformator. Voordat de tappositie wordt gewijzigd, moet de transformator van de stroomvoorziening worden losgekoppeld. Het wijzigen van de tappositie van de transformator gebeurt voornamelijk handmatig.

Transformator met geladen tappositieverandering: Deze configuratie wordt gebruikt om de spoelverhouding van de transformator te regelen voor de spanning in het systeem terwijl de transformator belasting levert. De meeste krachttransformatoren zijn uitgerust met geladen tappositieverandersystemen.

Shuntreactor: Een shuntreactor is een inductieve stroomcomponent die is verbonden tussen de lijn en de neutraal. Het compenseert de inductieve stroom die afkomstig is van overlaadlijnen of ondergrondse kabels. Shuntreactoren worden voornamelijk gebruikt in lange Extra-Hoge Spanning (EHS) en Uiterst Hoge Spanning (UHS) overlaadlijnen voor reactieve vermogensregeling.

Shuntreactoren worden geïnstalleerd in de verzendende onderstation, ontvangende onderstation en tussenliggende onderstations van lange EHS- en UHS-lijnen. In lange overlaadlijnen worden shuntreactoren op ongeveer 300 km afstand van elkaar verbonden om de spanning op tussenliggende punten te beperken.

Shuntspanningscondensatoren: Shuntspanningscondensatoren zijn condensatoren die parallel aan de lijn zijn aangesloten. Ze worden geïnstalleerd in ontvangende onderstations, distributie-onderstations en schakel-onderstations. Shuntspanningscondensatoren injecteren reactief volt-amperes in de lijn en worden meestal in driefasebanken gerangschikt.

Synchrone fasecorrector: Een synchrone fasecorrector is een synchrone motor die werkt zonder mechanische belasting. Hij is aangesloten op de belasting aan de ontvangende kant van de lijn. Door de opwekking van de veldspoeling te variëren, kan de synchrone fasecorrector reactief vermogen absorberen of genereren. Hij houdt een constante spanning onder alle belastingsomstandigheden en verbetert ook het vermogensfactor.
Statische VAR-systemen (SVS): De statische VAR-compensator injecteert of absorbeert inductieve VAR in het systeem wanneer de spanning afwijkt van de referentiewaarde, ofwel hoger of lager. In een statische VAR-compensator worden thyristors als schakelapparaten gebruikt in plaats van schakelaars. In moderne systemen is thyristorschakeling de mechanische schakeling vervangen vanwege snellere bediening en de mogelijkheid om storingvrije bediening te bieden via schakelcontrole.