直交ブースター
位相角調整変圧器、位相角調整器( PAR、米国での用法)、移相変圧器、移相器(米国での用法)、または直交ブースター( quad booster 、英国での用法) は、 3 相送電ネットワーク上の有効電力の流れを制御するために使用される特殊な形式の変圧器です。
交流送電線の場合、送電線を流れる電力は、送電端と受電端間の電圧の位相角の差の正弦に比例します。 [ 1 ]送電網内の2点間に容量の異なる並列回路が存在する場合（架空線と地中ケーブルなど）、位相角を直接操作することで、経路間の電力の流れの分割を制御し、過負荷を防ぐことができます。[ 2 ]このように、直交ブースターは、負荷の高い回路の過負荷を軽減し、より好ましい経路を経由して電力を再ルーティングする手段を提供します。
あるいは、送電パートナーが意図的に、意図しない送電パートナーのシステムを通じて重大な「不注意なエネルギー」を流している場合、意図しないパートナーは、そのような「不注意なエネルギー」を防ぐために位相シフターを設置すると脅迫することがあります。この場合、意図しないパートナーの戦術的目標は、相手方のシステムの安定性を犠牲にして自国のシステムの安定性を向上させることです。電力システムの安定性、ひいては信頼性は、実際には地域または国家の戦略目標であるため、位相シフターを設置するという脅迫は通常、問題のあるシステムに、問題のあるシステムを流れる「不注意なエネルギー」を大幅に削減または排除するために必要な変更を自国システムに実施させるのに十分です。
直交ブースターの資本コストは高額になる可能性があり、 2GVAを超えるユニットでは400万～600万ポンド（600万～900万米ドル）にもなります 。しかし、送電系統運用者にとっての柔軟性と運用速度の向上、そして特に経済的な発電配分の促進というメリットにより、所有コストはすぐに回収できます。
操作方法
位相器は、入力電圧を直交位相（90°、またはj倍）の同等の電圧と合成することで、電気出力の位相を変化させます。こうして得られた位相角の和は新たな位相角を生じ、この位相角が特定の回路を通る電力の流れに影響を与えます。
移相器は通常、シャントユニットと直列ユニットという2つの独立した変圧器で構成されます。シャントユニットの巻線は相間に接続されているため、電源に対して90°位相シフトした電圧を検出します。シャント出力は直列ユニットに入力され、直列ユニットの二次巻線は主回路と直列に接続されているため、位相シフトした成分が加算されます。したがって、全体の出力電圧は、電源電圧と90°直交成分の ベクトル和となります。
シャントユニットのタップ接続により、直交成分の振幅を制御し、直交ブースターを介した位相シフトの振幅を制御することができます。直交ブースターを含む回路の電流は、増加（ブーストタッピング）または減少（バックタッピング）する可能性があります。システム条件によっては、電流が中性点タップ方向から完全に逆方向に逆流するほどに降圧される場合もあります。
効果の図解
以下の単線図は、 2 本の並列送電線を持つ概念的な 100 MW 発電機負荷システムで直交ブースターをタップした場合の効果を示しています。そのうちの 1 本には、タップ範囲が 1 ～ 19 の直交ブースター (灰色で表示) が備わっています。
左の図では、直交ブースターのセンタータップ位置は10°で、位相角は0°です。そのため、回路を流れる電力には影響がなく、両線路の負荷は50MWで均等です。右の図は、同じネットワークで直交ブースターのタップを下げて電力の流れを抑制した状態を示しています。この負の位相角により、23MWの負荷が並列回路に分散されていますが、供給される総負荷は100MWのままです。（ここで使用されている値は仮定値です。実際の位相角と負荷の移行は、直交ブースターと送電線路のパラメータによって異なります。）
ほとんどの直交ブースターの設置は、逆の効果、つまり、当然のことながら一方の回線に重負荷がかかり、もう一方の回線に軽負荷がかかる回線の電力を均等化することを目指しています。
設置施設
北ドイツと南ドイツを結ぶ送電線は、北海にある風力発電所で発電された電力を送電するには不十分である。[ 3 ] [ 4 ]そのため、エネルギーはチェコの送電システムを経由して流れ、チェコのネットワークに大きな負荷をかけ、ネットワークの安全な運用を危険にさらしている。[ 4 ]チェコの送電網運用会社ČEPS は、2017年1月17日にフラデツ変電所で2台の位相シフト変圧器を備えたバリアシステムを運用開始した。 [ 4 ] [ 5 ]このプラントの総費用は約7,500万ユーロであった。位相シフト変圧器の設置は、ドイツからのグリーン電力の流れを調整および制御するために必要であった。[ 6 ]ドイツの送電システム運用会社 50 Hertz は、2018年1月にロースドルフ変電所で2台の位相シフト変圧器を運用開始した。ロースドルフ変電所とフラデツ変電所は、 2本の400 kV 送電線で接続されている。[ 4
参照
参考文献
- 参考文献
- ウィーディ, D. (1988). 『電力システム』 . Wiley. ISBN 978-0-471-97677-6。
- ガイル、A. パターソン、W. (1977).電力システム第1巻. ペルガモン. ISBN 978-0-08-021729-1。
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- 注記
- ^電力システムの安定性に関する「等面積基準」では、この角度が 90 度未満であることが求められるため、実用上、この角度は 90 度未満であることが測定可能になります。
- ^ Weedy, BM (1972), Electric Power Systems (Second ed.), London: John Wiley and Sons, pp. 127–128 , ISBN 978-0-471-92445-6
- ^ Korab, R.; Owczarek, R. (2016). 「中央・東ヨーロッパ地域における位相シフト変圧器の越境電力潮流への影響」ポーランド科学アカデミー技術科学紀要. 64 : 127–133 . doi : 10.1515/bpasts-2016-0014 .
- ^ a b c d "Tschechien nimmt erste Phasenschieber in Betrieb" .
- ^ “Tschechien nimmt Sperranlage gegen deutschen Ökostrom in Betrieb | Nachricht | finanzen.net" . www.finanzen.net。 2017年1月18日のオリジナルからアーカイブ。
- ^ “Stromflüsse nach Tschechien haben sich veressert: ZfK Zeitung für kommunale Wirtschaft” . www.zfk.de。 2018年1月23日のオリジナルからアーカイブ。
外部リンク
- 位相シフト変圧器：原理と応用（概要記事とケーススタディ）
- 位相シフト変圧器：原理と応用（ジョン・ウィンダーズ著、CRC Press、2002年4月12日）
