Regulacija napona u EES-u

1. Regulacija napona u EES-u prof.dr. Ivica Pavić

2. Nazivni napon i prilike u mreži • Elementi EES-a dimenzionirani su za nazivni napon • Odstupanja utječu na: naprezanje izolacije, gubitke djelatne snage, zagrijavanje, gubitke u dielektriku i dr. • Iznos napona je jedan od pokazatelja kvalitete el.energije (EN 50160 – za srednji i niski napon) • Razlikuju se: - polagane (spore) promjene napona - nagle (brze) promjene napona • Za regulaciju napona bitne su polagane promjene napona • Nazivni napon Maksimalni pogonski napon 110 kV 123 kV 220 kV 245 kV 380 (400) kV 420 kV

3. Pad napona na vodu

4. Pad napona na vodu • za VN mreže: X>>R, R zanemariv

5. Regulacija napona i jalove snage • Različiti zahtjevi na regulaciju napona: Distribucijske mreže - održavanje napona u dozvoljenim granicama (kvaliteta napona - zahtjevi potrošača) - u pravilu napajanje iz jedne napojne točke (regulacijski transformator 110/x kV – održavanje napona na NN strani, regulacija na VN strani) Prijenosne mreže - smanjenje gubitaka djelatne snage - održavanje napona u dozvoljenim granicama (posebno značajna gornja granica - maksimalni pogonski napon) - stabilnost pogona

6. Regulacija napona u distribucijskim mrežama Elementi za regulaciju napona i jalove snage: • regulacijski transformatori 110/x (na granici prijenosne i distribucijske mreže), npr. 110±10x1,5% / 20 kV • poprečne kondenzatorske baterije • sinkroni strojevi - sinkroni generatori distribuirane proizvodnje (rijetko) - sinkroni kompenzatori - sinkroni motori

7. Regulacija napona u prijenosnim mrežama Elementi za regulaciju napona i jalove snage: • Sinkroni generator (najvažniji) • Sinkroni kompenzator • Mrežni transformatori (400/220, 400/110, 220/110 kV) s uzdužnom regulacijom napona • Transformatori s poprečnom (kosom) regulacijom napona • Poprečna kondenzatorska baterija • Poprečna prigušnica • Serijski (uzdužni) kondenzator • Statički kompenzator • FACTS

8. Sinkroni generator • Pogonska karta • Ograničenja: Pmax, Pmin, Emax, Emin, granica stabilnosti

9. Sinkroni generator • Regulacija uzbude (PV čvorište) – primarna regulacija • Vrste uzbude: - neposredni tiristorski sustav uzbude – samouzbuda - neposredni tiristorski sustav uzbude – nezavisna uzbuda - beskontaktni sustav uzbude s izmjeničnim uzbudnikom i rotirajućim diodnim ispravljačem (brushless)

10. Sinkroni generator • Za modeliranje potrebno uzeti u obzir: - vlastitu potrošnju (TE 7-8% Sn, HE < 1% Sn) - regulaciju blok-transformatora (za generatore većih snaga preporuča se korištenje regulacijskih transformatora)

11. Sinkroni kompenzator • Sinkroni stroj za proizvodnju/potrošnju jalove snage • Rad u induktivnom (poduzbuđenom) i kapacitivnom (naduzbuđenom) režimu rada • Pozitivan regulacijski efekt (sa smanjenjem napona u mreži proizvodi više jalove snage i obrnuto) • Ekonomičan ako je veće snage (centralna kompenzacija)

12. Mrežni transformator • Jednofazni model transformatora

13. Mrežni transformator • Regulacijski transformatori (promjena položaja regulacijske preklopke u pogonu) – najčešće 220/110 kV i novi 400/110 kV • Transformatori s promjenom položaja regulacijske preklopke izvan pogona (kod nas 400/220, 400/110 kV – stari) • Primjer: transformator 220±10x1,5% / 115 kV Općeniti model jednofaznog transformatora (nenazivni prijenosni omjer na obje strane transformatora)

14. Mrežni transformator Primjer: • transformator 220±10x1,5% / 115 kV – preklopka na položaju -3 (3% od 220 kV = 9.9 kV)

15. Uzdužna i poprečna regulacija • Uzdužna regulacija – promjena iznosa napona • Poprečna (kosa) regulacija – promjena kuta napona

16. Poprečna kondenzatorska baterija • Služi za proizvodnju jalove snage • Negativan regulacijski efekt (sa smanjenjem napona u mreži proizvodi manje jalove snage) – može se ublažiti korištenjem većeg broja kondenzatorskih jedinica manje snage

17. Poprečna prigušnica • Za kompenzaciju jalove snage dugih, slabo opterećenih vodova • Najčešće se priključuje direktno na vod ili na tercijar transformatora

18. Sekundarna regulacija napona EES-a • Napon je lokalnog karaktera • U velikim (krutim) mrežama odvojeno djelovanje regulacijskim uređajima ne dovodi do bitne promjene napona već samo do preusmjeravanja tokova jalovih snaga • Kriteriji za održavanje napona: - održavanje konstantnog iznosa napona u svim čvorištima regulacijskog područja (potrebni izvori jalove snage u čvorištima) - održavanje konstantnog iznosa napona u jednom odabranom čvorištu regulacijskog područja (najjeftiniji način i uz dobar izbor čvorišta daje zadovoljavajuće rezultate) - održavanje iznosa napona u zadanim granicama u svim čvorištima regulacijskog područja (najsloženiji, ali i najbolji način, minimalni gubici)

19. Analiza osjetljivosti • Analiza osjetljivosti napona na injektiranu jalovu snagu Faktor osjetljivosti napona u čvorištu i na injektiranu jalovu snagu u čvorištu j Ako se zanemari promjena djelatne snage na injekciju jalove snage

20. Analiza osjetljivosti

21. Faktor osjetljivosti napona na injektiranu snagu u TS Đakovo 110kV

22. Faktor osjetljivosti napona na injektiranu snagu u TS Mraclin 110kV

23. Vanjski ekvivalent PV- Ward ekvivalent

24. Naponska stabilnost • Naponska stabilnost EES-a je sposobnost sustava da održi napon u svim točkama sustava nakon poremećaja. • Sustav je nestabilan kada poremećajuzrokuje ubrzano i nekontrolirano smanjenje napona. • Prijenos velikih snaga na velike udaljenosti pogoduje naponskom slomu. • P-V i Q-V krivulje