Loistehon kompensointi jakeluverkkoyhtiössä

Abstract

Loistehon kompensoinnin toimivuus on tärkeää jakeluverkkoyhtiön kannalta. Oikean kokoisen ja järkevästi sijoitetun kompensointilaitteiston avulla vältytään siirtämästä loistehoa pitkiä matkoja, jolloin pätötehon siirtokapasiteetti kasvaa ja häviöt pienentyvät. Sopiva kompensointilaitteisto vähentää loistehon ottoa kantaverkosta, eikä aiheuta asiakkaille haittaa. Työn tavoitteena on tarkastella Tampereen Sähköverkko Oy:n nykyistä loistehon kompensointia ja sen vaikutuksia, jotta lähivuosina tehtävä kompensointiyksiköiden uusinta osataan tehdä optimaalisesti. Päämääränä on sopivan kokoisten yksiköiden ja niiden kytkentälaitteiden määrittäminen 20 kV:n jännitetasoon. Lisäksi mietitään kompensoinnin ihanteellista sijoittelua eri sähköasemien välillä ja sitä, tarvitaanko verkkoon lisää kompensointitehoa. Diplomityön alussa käsitellään teoriaa loisteho-käsitteen osalta ja perehdytään tarkemmin loistehoa kuluttaviin laitteisiin. Lisäksi tutustutaan erilaisten kompensoinnin toteutustapojen aiheuttamiin hyötyihin ja haittoihin sähköverkon kannalta. Tämän jälkeen tarkastellaan kohdeverkon nykyisen kompensoinnin toimivuutta. Verkon loistehotasetta selvitetään laskennan keinoin vaihtelevissa kuormitustilanteissa. Työssä laaditaan ennusteita kompensointitarpeen muutoksista tulevaisuudessa. Omassa osuudessaan käsitellään kohdeverkossa tehtyjä mittauksia, joilla selvitetään kompensointiyksiköiden verkkoon liittämisestä aiheutuvia ilmiöitä ja kompensoinnin vaikutuksia sähkön laatuun. Lopuksi tarkastellaan erilaisia vaihtoehtoja tulevalle kompensoinnille. Tässä diplomityössä laadittiin suunnitelma kompensointilaitteistojen uusimisesta ja sijoittelusta verkkoon. Loistehon siirrosta alueverkon sisällä aiheutuvien häviöiden havaittiin jäävän niin pieneksi, että niillä ei ole juurikaan merkitystä sijoituspaikkojen kannalta. Tehdyissä mittauksissa huomattiin, että verkon nykyisten kompensointiyksiköiden kytkentä on mahdollista suorittaa myös ilman kytkentävastuksia. Kytkennästä aiheutuvat ilmiöt ovat näin suurempia, mutta ne eivät kuitenkaan mittausten mukaan ylitä standardissa asetettuja raja-arvoja. Sähkön laatuun liittyvissä mittauksissa havaittiin kompensointiyksiköiden yliaaltoja vahvistava vaikutus, mikä voi yliaaltopitoisten kuormien lisääntyessä muodostua ongelmaksi. Tulevaisuudessa kannattaakin tapauskohtaisesti miettiä, onko estokelaparistojen hankkiminen tarpeen rinnakkaiskondensaattoriparistojen sijaan.