Transformátory, které odkloní nepřiměřené toky elektřiny

Současná situace v propojených evropských soustavách vede Polsko a následně i Českou republiku ke zvažování instalace transformátorů s příčnou regulací (Phase shifting transformer - PST). V Německu totiž chybí odpovídající přenosová infrastruktura, která by propojila výrobu elektřiny na severu země se spotřebou na jihu. V kombinaci s dynamickým rozvojem obnovitelných zdrojů energie na severu Německa tak vznikají mohutné toky elektřiny napříč Evropou. Elektřina si vždy hledá cestu nejmenšího odporu a v tomto případě nárazově přetěžuje sousední sítě, zejména v Polsku a Česku. VHODNÉ PROZATÍMNÍ ŘEŠENÍ Českou přenosovou soustavu spravuje společnost ČEPS, která s ohledem na vývoj evropské elektroenergetiky plánuje výrazné investice do rozvoje soustavy až do roku 2025. Do své strategie nově zahrnula i PST, které jsou vhodným řešením, než budou postavena dostatečná vedení mezi severem a jihem Německa. ČEPS plánuje postavit PST na přenosovém profilu mezi Německem a ČR pouze v případě, že němečtí provozovatelé přenosových soustav nebudou schopni dodržet termíny výstavby svých vedení. Od instalace PST lze odstoupit zhruba do roku 2014 s minimálními náklady (před uzavřením smlouvy o dodání PST). VČASNÁ REAKCE Polsko plánuje v příštích několika letech realizaci PST na hranicích s Německem, aby zajistilo ochranu svých sítí před přetížením a možnými kaskádovitými poruchami. Důsledkem toho bude přerozdělení části dnešních toků jednak zpět na vnitroněmeckou síť, a jednak na severojižní cestu vedoucí přes přenosovou síť ČR. Tím se ještě zvýší nároky na výrazně zatěžovaná vedení české přenosové soustavy. Na tyto změny je důležité zareagovat z naší strany včas. Pokud se v Polsku opravdu PST postaví, je nezbytné, abychom měli i my mechanismus pro zajištění spolehlivosti své soustavy. Jinak bychom se mohli dostat do situace, kdy k nám bude téct větší množství elektřiny, než je naše soustava schopna unést. V případě výpadku některého ze zařízení by mohlo při takovém zatížení dojít k blackoutu. ČEPS stále považuje PST za krajní řešení, které je ale potřeba projektovat už nyní. Přípravné práce na instalaci PST trvají dva až tři roky. Vlastní dodávka a montáž včetně nezbytných úprav rozvodny pak trvá přibližně dva roky. Zprovoznění PST je tedy možné nejdříve v roce 2017. PRINCIP PST jde o zařízení, které prostřednictvím změny fázového úhlu umožňuje regulovat toky elektřiny procházející vedením (větví), v němž je instalován. Omezení toku elektřiny v jedné větvi oproti ostatním paralelním větvím sítě způsobí přerozdělení toků (elektřina proudí cestou nejmenšího odporu), a přesouvá tak část toků na okolní méně zatížená vedení. PST je účinným nástrojem pro řízení toků elektřiny v soustavě, zejména při stupňujících se nárocích na využívání vedení. Zvyšuje tím bezpečnost a spolehlivost provozu celé přenosové soustavy. SPECIÁLNÍ TRANSFORMÁTOR Jak toto zařízení funguje? Doslovný překlad názvu Phase Shifter z angličtiny napovídá, že půjde o změnu fáze. Do češtiny se tento název překládá jako transformátor s příčnou regulací. Na rozdíl od běžných transformátorů, které mění pouze velikost napětí, může PST díky změně úhlu regulovat právě procházející výkon. V případě potřeby je možné jednotlivé PST řadit buď sériově (za sebou), nebo paralelně (vedle sebe). Sériové řazení zvětšuje regulační rozsah, paralelní umožňuje větší přenášený (průchozí) výkon. LIŠÍ SE SVÝMI PARAMETRY PST má celkem tři trojfázová vinutí - budicí, sériové a regulační, která jsou uspořádaná do dvou nádob. V porovnání s běžným distribučním trojfázovým transformátorem stejného výkonu je tedy dvakrát větší. Tomu odpovídá i vyšší cena PST. Pro regulaci tranzitních toků elektřiny je potřeba až 5krát větší výkon než u klasického transformátoru pro distribuci elektrické energie. Přepravní hmotnost u největších PST zvláště vysokého napětí (400 kV) proto dosahuje stovek tun. Z tohoto důvodu je vhodnější rozdělit výkon na více menších jednotek pro snazší přepravu na místo instalace. Větší počet jednotek, včetně nezbytného propojení, vede zase k vyšším prostorovým požadavkům. EVROPSKÁ REALITA V ČR PST jsou běžně využívaným prostředkem pro regulaci zatížení vedení. Používají se v Belgii, Nizozemsku, Rakousku, Francii, Slovinsku i v Itálii. Český PST je zahrnut do Plánu rozvoje přenosové soustavy ČR 2013 – 2022. Je navržen do seznamu projektů PCI candidates (Projektů společného zájmu Evropské komise) a TYNDP (Desetiletého plánu rozvoje sítí asociace evropských provozovatelů přenosových soustav). ????/f/