Amplificateur de quadrature - Quadrature booster

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Transformateur déphaseur 400 MVA 220/155 kV .

Un angle de phase du transformateur de régulation , le régulateur d'angle de phase ( PAR , l' utilisation d' Amérique), transformateur déphaseur , déphaseur (côte ouest de l' utilisation d' Amérique), ou transformateur déphaseur ( booster quad , usage britannique), est une forme spécialisée du transformateur utilisé pour le contrôle le flux de puissance réelle sur les réseaux de transport électrique triphasés .

Pour une ligne de transmission à courant alternatif , le flux d'énergie à travers la ligne est proportionnel au sinus de la différence de l' angle de phase de la tension entre l'extrémité d'émission et l'extrémité de réception de la ligne. Là où des circuits parallèles de capacités différentes existent entre deux points d'un réseau de transport (par exemple, une ligne aérienne et un câble souterrain), la manipulation directe de l'angle de phase permet de contrôler la division du flux d'énergie entre les chemins, évitant ainsi les surcharges. Les boosters en quadrature offrent ainsi un moyen de soulager les surcharges sur les circuits fortement chargés et de réacheminer la puissance par des chemins plus favorables.

Par ailleurs, lorsqu'un partenaire d'échange fait intentionnellement circuler une "énergie par inadvertance" significative dans le système d'un partenaire d'échange non disposé, le partenaire non disposé peut menacer d'installer un déphaseur pour empêcher une telle "énergie par inadvertance", l'objectif tactique du partenaire non disposé étant l'amélioration de la stabilité de son propre système au détriment de la stabilité de l'autre système. Étant donné que la stabilité du système électrique - et donc la fiabilité - est vraiment un objectif stratégique régional ou national, la menace d'installer un déphaseur est généralement suffisante pour amener le système incriminé à mettre en œuvre les changements nécessaires à son propre système afin de réduire considérablement ou d'éliminer << l'énergie involontaire "circulant dans le système offensé.

Le coût en capital d'un booster en quadrature peut être élevé: jusqu'à quatre à six millions de GBP (6 à 9 millions USD) pour une unité évaluée à plus de 2  GVA . Cependant, l'utilité des gestionnaires de réseau de transport en termes de flexibilité et de rapidité d'exploitation et, plus particulièrement, de facilitation de la répartition économique de la production, peut bientôt récupérer le coût de possession.

Mode opératoire

Schéma simplifié d'un amplificateur en quadrature triphasé. Les flèches représentées sur les enroulements secondaires du transformateur shunt sont des prises mobiles; les enroulements ont des extrémités flottantes représentées et des prises centrales mises à la terre (non représentées).

Au moyen d'une tension dérivée de l'alimentation qui est d'abord déphasée de 90 ° (donc en quadrature ), puis réappliquée à celle-ci, un angle de phase est développé à travers l'amplificateur de quadrature. C'est cet angle de phase induit qui affecte le flux de puissance à travers les circuits spécifiés .

Arrangement

Un amplificateur en quadrature se compose généralement de deux transformateurs séparés: une unité shunt et une unité série . L'unité de shunt a ses enroulements connectés entre les phases, de sorte qu'il produit des tensions de sortie décalées de 90 ° par rapport à l'alimentation. Sa sortie est ensuite appliquée comme entrée à l'unité série, qui, du fait que son enroulement secondaire est en série avec le circuit principal, ajoute le composant déphasé. La tension de sortie globale est donc la somme vectorielle de la tension d'alimentation et de la composante en quadrature à 90 °.

Les connexions de prise sur l'unité de shunt permettent de contrôler l'amplitude de la composante de quadrature, et donc l'amplitude du déphasage à travers l'amplificateur de quadrature. Le débit sur le circuit contenant le booster en quadrature peut être augmenté ( suralimentation ) ou réduit ( buck tapping ). Sous réserve des conditions du système, le débit peut même être suffisamment inversé pour inverser complètement sa direction de prise neutre.

Illustration de l'effet

Le schéma unifilaire ci-dessous montre l'effet de la prise d'un amplificateur en quadrature sur un système de charge de générateur fictif de 100 MW avec deux lignes de transmission parallèles , dont l'une comporte un amplificateur en quadrature (gris ombré) avec une plage de prises de 1 à 19.

Dans l'image de gauche, l'amplificateur de quadrature est à sa position de prise centrale de 10 et a un angle de phase de 0 °. Il n'affecte donc pas le flux de puissance à travers son circuit et les deux lignes sont également chargées à 50 MW. L'image de droite montre le même réseau avec le booster en quadrature enfoncé de manière à inverser le flux de puissance. L'angle de phase négatif qui en résulte a détourné 23 MW de charge sur le circuit parallèle, tandis que la charge totale fournie est inchangée à 100 MW. (Notez que les valeurs utilisées ici sont hypothétiques; l'angle de phase réel et le transfert en charge dépendraient des paramètres de l'amplificateur en quadrature et des lignes de transmission.)

Effet de tapoter sur un booster de quadrature

L'effet recherché est opposé: égaliser la puissance sur des lignes où naturellement on serait fortement chargé et on serait légèrement chargé.

Installations installées

Les lignes électriques reliant le nord et le sud de l'Allemagne sont insuffisantes pour transférer l'énergie produite par les centrales éoliennes situées en mer du Nord. Par conséquent, l'énergie circule dans le système de transport tchèque, ce qui entraîne de lourdes charges sur le réseau tchèque et met en danger le fonctionnement sécurisé du réseau. Le gestionnaire de réseau de transport tchèque ČEPS a mis en service un système de barrière avec deux transformateurs déphaseurs dans le poste de Hradec le 17 janvier 2017. Le coût total de la centrale était d'environ 75 millions d'euros. L'installation des transformateurs déphaseurs était nécessaire pour réguler et contrôler le flux d'électricité verte en provenance d'Allemagne. Le gestionnaire de réseau de transport allemand 50 Hertz a mis en service deux transformateurs déphaseurs dans le poste de Röhrsdorf en janvier 2018. Les sous-stations de Röhrsdorf et de Hradec sont reliées via deux lignes de 400 kV.

Voir également

Les références

Bibliographie
  • Weedy, D. (1988). Systèmes d'alimentation électrique . Wiley. ISBN   978-0-471-97677-6 .
  • Guile, A. Paterson, W. (1977). Systèmes d'alimentation électrique vol 1 . Pergamon. ISBN   978-0-08-021729-1 . CS1 maint: noms multiples: liste des auteurs ( lien )
Remarques

Liens externes