Loistehon kompensointiratkaisujen mitoitusperusteet yli 1000 V jännitteelle
Kalliomäki, Sami Kalervo (2014)
2014
Sähkötekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2014-08-13
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201408191366
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201408191366
Tiivistelmä
Sähköverkkojen siirtokapasiteetin tarpeeseen vaikuttaa näennäisteho, joka muodostuu pätö- ja loistehosta. Pätöteholla kuvataan järjestelmässä muuhun energiamuotoon muuttuvan sähköenergian määrää. Magneetti- ja sähkökenttään varastoitunutta energiaa kutsutaan loistehoksi. Loistehoa tarvitaan laitteissa, joiden toiminta perustuu magneettikentän välityksellä siirtyvään energiaan. Loistehon siirtäminen pienentää sähköverkkojen pätötehon siirtokapasiteettiä, jota voidaan kuitenkin kasvattaa oikein toteutetulla loistehon kompensoinnilla. Epälineaariset kuormitukset ottavat verkosta epäsinimuotoisen kuormitusvirran, jonka seurauksena syöttävän verkon jännite säröytyy. Verkkojännitteen säröytyminen voidaan estää suodattamalla syntyvät yliaallot yliaaltosuodattimen avulla.
Tämän työn tarkoituksena on esitellä yli 1000 V nimellisjännitteellä toteutettavan loistehon kompensoinnin ja yliaaltojen suodattamisen laiteratkaisuja. Loistehon kompensointi ja yliaaltojen suodatus voidaan toteuttaa monella eri laiteratkaisulla. Työssä esitellään eri ratkaisujen etuja, haittoja sekä määritellään niille optimaalisimmat käyttökohteet. Loistehon kompensointiratkaisun määrittäminen on vaativa operaatio, jossa tulee huomioida nykytilanteen lisäksi myös tulevaisuudessa tapahtuvat kuormitusten vaihtelut.
Työssä esitetään mitoitusperusteita ALSTOM Grid Oy:n valmistamille loistehon kompensointi- ja yliaaltojen suodatusratkaisuille. Loistehon kompensointi- ja yliaaltojen suodatinlaitteet suunnitellaan aina asiakkaan tarpeiden ja vaatimusten mukaisesti eli jokainen kompensointiratkaisu on yksilöllinen. Loistehon kompensointiratkaisuissa käytettävien komponenttien suunnittelua, valmistusta ja testausta ohjeistetaan IEC- ja IEEE-standardeissa, joiden ohjeistus tulee huomioida kompensointiratkaisua suunniteltaessa. ALSTOM Grid Oy:n toiveesta työstä muodostui kirjallisuusselvitys, johon on koottu myös loistehon kompensointi- ja yliaaltojen suodatusratkaisujen mitoittamisessa tarvittavia mitoitusyhtälöitä.
Tämän työn tarkoituksena on esitellä yli 1000 V nimellisjännitteellä toteutettavan loistehon kompensoinnin ja yliaaltojen suodattamisen laiteratkaisuja. Loistehon kompensointi ja yliaaltojen suodatus voidaan toteuttaa monella eri laiteratkaisulla. Työssä esitellään eri ratkaisujen etuja, haittoja sekä määritellään niille optimaalisimmat käyttökohteet. Loistehon kompensointiratkaisun määrittäminen on vaativa operaatio, jossa tulee huomioida nykytilanteen lisäksi myös tulevaisuudessa tapahtuvat kuormitusten vaihtelut.
Työssä esitetään mitoitusperusteita ALSTOM Grid Oy:n valmistamille loistehon kompensointi- ja yliaaltojen suodatusratkaisuille. Loistehon kompensointi- ja yliaaltojen suodatinlaitteet suunnitellaan aina asiakkaan tarpeiden ja vaatimusten mukaisesti eli jokainen kompensointiratkaisu on yksilöllinen. Loistehon kompensointiratkaisuissa käytettävien komponenttien suunnittelua, valmistusta ja testausta ohjeistetaan IEC- ja IEEE-standardeissa, joiden ohjeistus tulee huomioida kompensointiratkaisua suunniteltaessa. ALSTOM Grid Oy:n toiveesta työstä muodostui kirjallisuusselvitys, johon on koottu myös loistehon kompensointi- ja yliaaltojen suodatusratkaisujen mitoittamisessa tarvittavia mitoitusyhtälöitä.