Metoder for spenningstyring i kraftsystemer

Metoder for spenningstyring i kraftsystem

Spenningen i et kraftsystem varierer i henhold til belastningsfluktuasjoner. Vanligvis er spenningen høy under lette belastningsperioder og redusert under tunge belastningsforhold. For å opprettholde systemspenningen innen akseptable grenser, er ekstra utstyr nødvendig. Dette utstyret fungerer med å øke spenningen når den er lav, og redusere den når den er for høy. Følgende er metoder som brukes i kraftsystemer for spenningstyring:

• Trafo med lasttapending

• Trafo uten lasttapending

• Shuntreaktorer

• Synkron fasemodifikatorer

• Shuntkapasitorer

• Statisk VAR-system (SVS)

Kontroll av systemspenning med hjelp av en shuntinduktiv komponent kalles shunt-kompensasjon. Shunt-kompensasjon deles inn i to typer: statisk shunt-kompensasjon og synkron kompensasjon. I statisk shunt-kompensasjon benyttes shuntreaktorer, shuntkapasitorer og statiske VAR-systemer, mens synkron kompensasjon bruker synkron fasemodifikatorer. Metodene for spenningstyring er detaljert beskrevet nedenfor.

Trafo uten lasttapending: I denne metoden oppnås spenningstyring ved å endre vikterforholdet i trafoen. Før tapendingen endres, må trafoen kobles fra strømforsyningen. Tapending av trafo utføres hovedsakelig manuelt.

Trafo med lasttapending: Denne konfigurasjonen brukes for å justere vikterforholdet i trafoen for å regulere systemspenningen mens trafoen leverer belastning. De fleste krafttransformatorer er utstyrt med lasttapending.

Shuntreaktor: En shuntreaktor er en induktiv strømkomponent koblet mellom linjen og neutralen. Den kompenserer for induktiv strøm som kommer fra overføringslinjer eller underjordiske kabler. Shuntreaktorer brukes hovedsakelig i lange EHV (Ekstra Høy Spenning) og UHV (Ultra Høy Spenning) overføringslinjer for reaktiv effektstyring.

Shuntreaktorer installeres i sendestasjon, mottakerstasjon og mellomliggende stasjoner på lange EHV- og UHV-linjer. I lange overføringslinjer kobles shuntreaktorer på intervaller på omtrent 300 km for å begrense spenningen ved mellomliggende punkter.

Shuntkapasitorer: Shuntkapasitorer er kapasitorer koblet parallelt med linjen. De installeres i mottakerstasjoner, distribusjonsstasjoner og skiftstasjoner. Shuntkapasitorer injiserer reaktiv effekt i linjen og er vanligvis organisert i trefasbanker.

Synkron fasemodifikator: En synkron fasemodifikator er en synkron motor som opererer uten mekanisk belastning. Den kobles til belastningen ved mottakerenden av linjen. Ved å variere oppladingen av feltvikingen, kan synkron fasemodifikator enten absorbere eller generere reaktiv effekt. Den opprettholder en konstant spenning under alle belastningsforhold og forbedrer også effektfaktoren.
Statisk VAR-systemer (SVS): Statisk VAR-kompensator injiserer eller absorberer induktiv VAR i systemet når spenningen avvikler seg fra referanseverdien, enten høyere eller lavere. I en statisk VAR-kompensator brukes thyristorer som skruvedeler i stedet for sirkuitbrytere. I moderne systemer har thyristor-skruving erstattet mekanisk skruving på grunn av raskere operasjon og evnen til å gi drift uten overgangsfase gjennom skruvingkontroll.