Metody kontroli napięcia w systemie elektroenergetycznym

Metody kontroli napięcia w systemie elektroenergetycznym

Napięcie w systemie elektroenergetycznym ulega wahaniom w zależności od fluktuacji obciążenia. Zazwyczaj napięcie jest wyższe w okresach małego obciążenia i niższe podczas dużych obciążeń. Aby utrzymać napięcie systemu w akceptowalnych granicach, niezbędne jest dodatkowe wyposażenie. To wyposażenie służy do zwiększenia napięcia, gdy jest ono niskie, oraz do zmniejszenia go, gdy jest zbyt wysokie. Poniżej przedstawiono metody stosowane w systemach elektroenergetycznych do kontroli napięcia:

• Transformator z regulacją poziomów napięcia pod obciążeniem

• Transformator z regulacją poziomów napięcia bez obciążenia

• Szeregowy reaktor

• Synchroniczny modyfikator fazy

• Szeregowy kondensator

• Statyczny system VAR (SVS)

Kontrolowanie napięcia systemu przy użyciu szeregowego elementu indukcyjnego nazywane jest szeregową kompensacją. Szeregową kompensację można podzielić na dwa typy: statyczną szeregową kompensację i synchroniczną kompensację. W statycznej szereowej kompensacji wykorzystywane są szeregowy reaktor, szeregowy kondensator i statyczny system VAR, podczas gdy synchroniczna kompensacja polega na użyciu synchronicznego modyfikatora fazy. Metody kontroli napięcia są szczegółowo opisane poniżej.

Transformator z regulacją poziomów napięcia bez obciążenia: W tym podejściu kontrola napięcia jest osiągana poprzez zmianę współczynnika zwrotu transformatora. Przed zmianą poziomu napięcia transformator musi być odłączony od zasilania. Zmiana poziomu napięcia transformatora jest przede wszystkim dokonywana ręcznie.

Transformator z regulacją poziomów napięcia pod obciążeniem: Ta konfiguracja służy do dostosowywania współczynnika zwrotu transformatora w celu regulacji napięcia systemu podczas dostarczania obciążenia. Większość transformatorów energetycznych jest wyposażona w regulatory poziomów napięcia pod obciążeniem.

Szeregowy reaktor: Szeregowy reaktor to element prądowy indukcyjny podłączony między linię a neutral. Kompensuje on prąd indukcyjny pochodzący z linii przesyłowych lub kabli podziemnych. Szeregowy reaktor jest głównie używany w długich liniach przesyłowych o napięciu nadwysocego (EHV) i ultra-wysokiego (UHV) dla kontroli mocy bierną.

Szeregowy reaktor jest instalowany w stacjach końcowych wysyłających, odbiorczych i pośrednich długich linii EHV i UHV. W długich liniach przesyłowych szeregowy reaktor jest podłączany co około 300 km, aby ograniczyć napięcie w punktach pośrednich.

Szeregowy kondensator: Szeregowy kondensator to kondensator podłączony równolegle do linii. Jest montowany w stacjach odbiorczych, rozdzielczych i przełączanych. Szeregowy kondensator wprowadza moc bierną do linii i jest zwykle układany w trójfazowe banki.

Synchroniczny modyfikator fazy: Synchroniczny modyfikator fazy to silnik synchroniczny działający bez obciążenia mechanicznego. Jest podłączony do obciążenia na końcu odbiorczym linii. Poprzez zmianę pobudzenia cewki pola, synchroniczny modyfikator fazy może absorbuować lub generować moc bierną. Utrzymuje stałe napięcie we wszystkich warunkach obciążenia i również poprawia cosinus φ.
Statyczne systemy VAR (SVS): Statyczny kompensator VAR wprowadza lub absorbuje moc bierną do systemu, gdy napięcie odchodzi od wartości referencyjnej, zarówno w górę, jak i w dół. W statycznym kompensatorze VAR do przełączania wykorzystywane są turystry, a nie przerywacze. W nowoczesnych systemach przełączanie turystów zastąpiło mechaniczne przełączanie ze względu na szybszą pracę i możliwość zapewnienia bezprzejściowego działania przez sterowanie przełączaniem.