Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 1. 1 januari 1949 - CTH:s nätmodell över det svenska storkraftsystemet, av Ragnar Lundholm
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has been proofread at least once.
(diff)
(history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång.
(skillnad)
(historik)
12
TEKNISK TIDSKRIFT
CTH:s nätmodell över det
svenska storkraftsystemet
Professor Ragnar Lundholm, Göteborg
621.316.313 : 621.315.051.2
Under åren 1945—46 planerade Vattenfallsstyrelsen att
inköpa en stor network-analyser av amerikansk modell.
Jag hade då förhoppningar om att för Chalmers Tekniska
Högskola kunna anskaffa en mindre sådan på så sätt att
Vattenfallsstyrelsen skulle beställa några flera
nätmodell-element än som behövdes i den stora modellen, och att
dessa element skulle övertas av CTH. Anslag härför
begärdes och har delvis erhållits. Emellertid blev det så
småningom klart att Vattenfallsstyrelsen på grund av det
höga priset och valutasvårigheter ej kunde inköpa
nätmodeller från Amerika. Skulle CTH överhuvudtaget få
någon modell, måste den tillverkas vid högskolan. Detta
har också gjorts.
Principer för modellens uppbyggnad
För att det överhuvudtaget skulle bli möjligt att inom
rimlig tid åstadkomma en nätmodell vid en så blygsam
verkstad som den CTH:s avdelning för elektroteknik
disponerar, måste modellen i mycket hög grad förenklas i
jämförelse med de amerikanska nätmodellerna, utan att
man därför allt för mycket inskränker på dess
användbarhet och mätnoggrannhet. De principer, som har
möjliggjort denna förenkling är följande:
I de amerikanska modellerna är alla impedanselement
reglerbara och kan kopplas hur som helst, så att modellen
kan inställas för att representera vilket nät som helst. I
CTH:s modell har avkall gjorts på dennas reglerbarhet och
omkopplingsbarhet. Impedanselementen är fasta och
kopplade så att de representerar det svenska storkraftsystemet,
vilket ju är det som i första hand intresserar oss i Sverige.
Modellen motsvarar detta system sådant det väntas se ut
1952 och belastningsadmittanserna motsvarar belastningen
i fullasttillståndet vid denna tidpunkt. En viss reglerbarhet
och omkopplingsbarhet har dock bibehållits. Man kan t.ex.
koppla in och ur en ledning, generatorstation eller
belastning och även reglera en belastning med tillsatselement.
I de amerikanska modellerna representeras impedanser
av olika slag i modellen av impedanser med samma
impedansvinkel så att alltså en reaktans, resp. resistans eller
kapacitans i nätet är resp. en reaktans, resistans eller
kapacitans i modellen. Vid detta system medför reaktanserna vissa
komplikationer. Små reaktansspolar kan ej göras med så
små förluster (stor impedansvinkel) som erfordras, utan att
frekvensen väljes betydligt högre än 50 p/s. Vid dessa
modeller är därför frekvensen ca 500 p/s. Detta är en svårighet
för oss då det f.n. icke torde vara möjligt att få en 500 p/s
generator tillverkad med rimlig leveranstid. Det var därför
nödvändigt att inrätta modellen för 50 p/s. Detta blev
möjligt genom att vrida alla impedansvinklar i modellen 90°
bakåt så att
en reaktans, x 90°, i nätet är en resistans, x 0° i modellen
en resistans, r 0°, i nätet är en kapacitiv reaktans,
r -90° i modellen
en kapacitiv reaktans, x i nätet är en negativ resistans,
Xc -180° i modellen
Här bereder det inga som helst svårigheter att utföra
resistanser och kapacitiva reaktanser för 50 p/s. De
negativa resistanserna bereder däremot besvär. Kapacitanserna
i det verkliga nätet är ju betydande, men det visar sig att
i de allra flesta knutpunkter i nätet den kapacitiva belastningen mer än uppväges av de induktiva
belastningarna. Den resulterande induktiva belastningen i en
belastningspunkt blir därför i de allra flesta fall positiv och kan
därför i modellen representeras av en positiv resistans.
Endast för ett litet fåtal punkter (t.ex. Midskog)
överväger den kapacitiva belastningen mycket, och det
planeras också att bygga 3 à 4 negativa resistanser i form av
återkopplade förstärkare.
Mätutrustningen i de amerikanska modellerna är en
mycket viktig och dyrbar anordning. Enbart
mätutrustningen lär kosta ca 150 000 kr. Den består av volt-,
ampere- och wattmetrar med noggranna rörförstärkare, så att
mätutrustningens egen förbrukning är försvinnande liten,
detta för att förbrukningen ej skall belasta modellen och
därigenom åstadkomma mätfel. Det är emellertid svårt
att få god mätnoggrannhet när man har förstärkare och
mätfelet anges till högst ± 2 % vilket ju är rätt mycket.
Vid CTH:s modell användes ej några förstärkare till
instrumenten, men tack vare en metod för kompensation av
mätfelen, vilken torde vara ny, blir mätnoggrannheten
ändå mycket god. Kompensationsmetoden är följande,
fig. 1: När mätning skall ske i en ledning inkopplas bl.a.
en amperemeter och strömspolen till en wattmeter i serie
med ledningen. Dessa apparater ha en impedans Z (se
fig. 1), och de förorsakar ett litet mätfel Δa på
amperemetern och Δw på wattmetern. Om vi kopplar in
ytterligare en lika stor impedans Z, genom att öppna
kortslutningsbrytaren s, blir mätfelen praktiskt taget dubbelt
så stora eller 2 Δa resp. 2 Δw. I det ögonblick s öppnas
ändras alltså utslagen på instrumenten med beloppen Δa
och Δw och denna ändring kan direkt ses på instrumenten.
På så vis avläser man direkt de mätfel som instrumenten
förorsakar, och man har sedan blott att från utslagen med
s kortsluten subtrahera de iakttagna utslagsändringarna för
att få det utslag man skulle fått om Z vore noll. På detta
enkla sätt kan man ur två avläsningar på varje
instrument bestämma det rätta, för instrumentförbrukningen
korrigerade utslaget.
På principiellt samma sätt korrigeras för
spänningskretsarnas inverkan. Man kopplar in och ur en impedans, som
är lika med spänningskretsarnas impedans, parallellt
med dessa. I själva verket sker omkopplingen i
ström- och spänningskretsarna samtidigt med en speciell
omkopplare, så att man på en gång avläser de mätfel som
hela instrumentkombinationen förorsakar.
På grund av att man slipper rörförstärkare blir
mätnoggrannheten vid denna kompensationsmetod säkerligen
större än vid den amerikanska metoden,
uppskattningsvis ± 1 %, samtidigt som kostnaden för mätanordningen
minskas till ungefär 2 % av vad den amerikanska kostar.
De inducerade spänningarna i varje generatorstation skall
kunna regleras oberoende av varandra till storlek och fas
och fasläget skall kunna noggrant avläsas. I de
amerikanska modellerna använder man små
induktionsregulatorer med graderat rotorläge för att alstra dessa
spänningar, en för varje generatorstation. Då den svenska
modellen innehåller 26 generatorstationer skulle man alltså
behöva 26 små induktionsregulatorer. Att under nuvarande
förhållanden skaffa 26 sådana apparater i Sverige inom
rimlig tid skulle vara ett utsiktslöst företag. Däremot
synes man kunna få fram små reglerbara billiga
sparkopplade transformatorer med vilka en spännings storlek,
men ej dess fasläge kan regleras. Någon annan utväg
måste därför anlitas för att få faslägesreglering på de
26 spänningarna i mycket små steg och med 360°.
Följande anordning löser detta problem.
En rotor till en likströmsmaskin, inskjuten och fastkilad
 |
| Fig. 1. Princip för mätfelskompensation. |
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
