Analys av cosphi, spänningsfall och spänningsnivåer : Undersökning om cosphi baserad på mätdata påverkar spänningsfallsberäkningar

Sammanfattning

Detta examensarbete har genomförts i samarbete med Jämtkraft Elnät AB och behandlar två frågeställningar kopplade till beräkningar i Trimble NIS. Den första frågeställningen avser om de konstanta cosphi-värden som används i beräkningsprogrammet Trimble NIS fortfarande är lämpliga för moderna lågspännnigsnät (LSP-nät). Dessa värden är historiskt skattade, främst genom antaganden om kundgruppers reaktiva förbrukning från uppskattningsvis sent 1900-tal, då tillgången på mätdata var begränsad. I modern tid finns tillgång till högupplöst mätdata i form av tim- och kvartsvärden för både aktiv och reaktiv förbrukning. Jämtkraft vill undersöka om den uppmätta reaktiva förbrukningen skiljer sig mot vad den tidigare har skattats och om detta kan komma att påverka spänningsfallsberäkningarna i Trimble NIS. I projektet har cosphi beräknats för olika kundgrupper baserat på uppmätt data för aktiv och reaktiv energi under år 2025. Dessa värden har därefter jämförts med de skattade cosphi-värdena som används i Trimble NIS. Genom att beräkna reaktiv förbrukning och spänningsfall har analyser gjorts av skillnaden mellan de skattade värdena och resultaten från beräkningarna. Analysen visar att variationen i cosphi över året är liten för många kundgrupper, vilket stödjer användningen av ett konstant värde. Samtidigt uppvisar vissa kundgrupper större variationer, vilket indikerar att ett konstant värde inte alltid är fullt representativt. Sammantaget visar studien att användningen av historiskt skattade cosphi‑värden riskerar att leda till överskattning av reaktiv förbrukning och konsekvensen kan bli överdimensionering av elnätet. Uppdaterade värden baserade på mätdata ger mer tillförlitliga beräkningar och kan bidra till ett mer resurseffektivt elnät. Den andra frågeställningen handlar om hur väl de spänningsvärden som används i Trimble NIS vid beräkning av spänningsfall i mellanspänningsnät (MSP-nät) motsvarar de faktiska uppmätta spänningsnivåerna i nätstationerna. I Trimble NIS bygger dessa spänningsvärden på ett antal parametrar, där bland annat cosphi $=$ 1, vilket innebär att programmet inte tar hänsyn till den reaktiva effektens påverkan på spänningen. I verkligheten påverkas spänningsnivåerna i nätstationerna av både aktiv och reaktiv effekt, vilket gör att antagandet kan innebära en förenkling. Analysen visar dock att denna förenkling endast har begränsad betydelse för spänningsfallsberäkningarna i MSP-nätet. Skillnaderna mellan de antagna och de uppmätta spänningsvärdena bedöms vara små och att de inte påverkar beräkningarnas noggrannhet i någon större utsträckning.