Jännitteenkorotin heikkoihin jakeluverkkoihin

Abstract

Sähkönkulutuksen kasvaessa jakeluverkossa syntyy yhä enemmän jännitteenalenemia, jotka ylittävät sähkön laatustandardin asettamat raja-arvot. Jännitteenalenemista kärsivät etenkin syrjäseuduilla asuvat ihmiset, joiden käyttökohteet sijaitsevat kaukana jakelumuuntajasta. Perinteinen tapa on ollut kasvattaa syöttävän jakelukaapelin poikkipinta-alaa ja vaihtaa jakelumuuntaja suurempaan ongelman ratkaisemiseksi, mutta investointi on kuitenkin kallis eikä välttämättä maksa itseään koskaan takaisin. On myös mahdollista, että aiempaa suuremman muuntajan tyhjäkäyntihäviöillä on huonontava vaikutus järjestelmän energiatehokkuuteen. Tällöin voi olla kokonaistaloudellisesti kannattavampaa liittää sähköverkkoon laite, jolla voidaan korjata jännitteenalenemia.

Diplomityössä tutkitaan säästömuuntajaan perustuvaa jännitteenkorotinta, jolla voidaan vähentää jakeluverkon jännitteenalenemien aiheuttamia haittoja. Työssä tutkitaan laitteen eri kytkintopologioita sekä niiden ohjausmenetelmiä, joilla voidaan muuttaa säästömuuntajan käämikierrosmääriä sen ollessa kuormitettuna.

Voltage sags which exceed the power quality standard limits are nowadays more common because of increased electricity consumption. Voltage sags are a problem especially in rural areas where customers’ loads are located at a long distance from the nearest distribution transformer. The traditional way of fixing this problem has been to increase the cross-sectional area of the distribution cable and to change the distribution transformer to a larger one. But these investments tend to be expensive and they may not pay for themselves. The larger transformer’s no-load losses may also reduce the overall efficiency. In that case it can be more economical to use a device in the distribution network that fixes possible voltage sags.

In this Master’s thesis an autotransformer based voltage booster capable of reducing the effects of voltage sags is studied. The study is focused on different kinds of electrical on-load tap changing topologies and their control methods.