Vastaus maasulkuvirran kompensoinnin haasteisiin

20kV jakeluverkon kaapeloinnin lisääntyminen aiheuttaa uusia haasteita maasulkuvirran kompensointiin. Maasulkuvirran kasvaessa nykyiset keskitetyn kompensoinnin säädettävät kuristimet jäävät nopeasti pieneksi.

Maakaapeloinnin lisääntyminen aiheuttaa myös muita ongelmia

  • Verkon resistiivinen vikavirta kasvaa kaapelipituuden kasvaessa.
  • Resistiivinen vikavirta aiheuttaa maadoitusjännitteiden kasvua -> säästöt maadoituskustannuksissa menetetään ainakin osittain.
  • Resistiivistä maasulkuvirtaa ei voi kompensoida pois, eli keskitetty kompensointi, mitä käytetään pienentämään “normaalia” kapasitiivista maasulkuvirtaa, ei ole ratkaisu tähän.
  • Maasulkuvirta aiheuttaa jännitehäviöitä kaapelissa, joten asemalla mitattu Uo pienenee -> suuriohmisten maasulkujen havainnointi vaikeutuu.
  • Laajamittainen kaapelointi kasvattaa verkon loistehon tuottoa, joka voi muodostua ongelmaksi kantaverkossa.
  • Kapasitiivinen loisteho nostaa jännitettä pitkien kaapeleiden loppupäissä pienillä kuormilla.

Paras lopputulos

Hyvänä ratkaisuna maasulkuvirran kompensointiin voisi olla hajautettu kompensointi.
Alustavissa tutkimuksissa on todettu, että paras lopputulos saadaan käyttämällä keskitettyä kompensointia sähköasemilla ja lisäksi hajautettuja yksiköitä verkolla.

Hajautetut kompensointiyksiköt ”säästävät” säädettävän, keskitetyn kompensoinnin kapasiteettia. Hajautettu, kiinteä kompensointiyksikkö voidaan varustaa edullisesti jännitteettömänä säädettävällä väliottokytkimellä, jossa voi olla myös 0-asento.

Kiinteä kompensointiyksikkö voidaan suunnitella siten, että se kompensoi pelkästään maasulkuvirtaa (ZN-kytkentäinen maadoitusmuuntaja + Petersen coil).

Kiinteä kompensointiyksikkö voi kompensoida maasulkuvirran lisäksi myös kapasitiivista loistehoa (shunt reactor).

N-pisteen maadoitus määrää, kompensoiko yksikkö maasulkuvirtaa. N-pisteen ja maadoituksen välille on mahdollista asentaa kauko-ohjattu 1-vaiheinen tähtipiste-erotin, jolla maasulkuvirran kompensointiominaisuus voidaan tarvittaessa kytkeä irti poikkeuksellisissa kytkentätilanteissa.