
位相角調整変圧器、位相角調整器(PAR、アメリカ式)、位相シフト変圧器、位相シフター(アメリカ式)、または直交ブースター(クワッドブースター、イギリス式)は、三相送電網における実電力の流れを制御するために使用される特殊な変圧器です。
交流送電線の場合、送電線を流れる電力は、送電端と受電端の電圧の位相角の差の正弦に比例します。 [ 1 ]送電網内の2点間に容量の異なる並列回路が存在する場合(例えば、架空線と地中ケーブル)、位相角を直接操作することで、経路間の電力の流れの分割を制御し、過負荷を防ぐことができます。[ 2 ]したがって、直交ブースターは、負荷の高い回路の過負荷を緩和し、より有利な経路で電力を再ルーティングする手段を提供します。
あるいは、交換パートナーが意図的に、反対する交換パートナーのシステムに相当量の「意図しないエネルギー」を流している場合、反対するパートナーは、そのような「意図しないエネルギー」を防ぐために位相シフターを設置すると脅すことがある。反対するパートナーの戦術的な目的は、相手システムの安定性を犠牲にして、自システムの安定性を向上させることである。電力システムの安定性、ひいては信頼性は、実際には地域的または国家的な戦略目標であるため、位相シフターを設置するという脅しは、通常、問題のあるシステムに、問題のあるシステムを流れる「意図しないエネルギー」を大幅に削減または排除するために必要な変更を実施させるのに十分である。
直交型ブースターの設備投資額は高額になる可能性があり、定格出力2GVAを超えるユニットの場合、400万~600万ポンド(600万~900万米ドル)にも達する。しかし、送電系統運用者にとっての柔軟性と運用速度の向上、そして特に発電の経済的な運用を容易にするというメリットは、所有コストをすぐに回収できる。

位相シフターは、入力信号に直交位相(90°、つまりj倍)の同程度の電圧を合成することで、電気出力の位相を変化させます。これにより、フェーザ和に新たな位相角が生じ、この誘導された位相角が特定の回路における電力の流れに影響を与えます。
位相シフターは通常、シャントユニットと直列ユニットという2つの独立したトランスで構成されます。シャントユニットの巻線は各相に接続されており、電源電圧に対して90°位相がずれた電圧を観測します。シャントユニットの出力は直列ユニットに入力され、直列ユニットの二次巻線は主回路と直列に接続されているため、位相がずれた成分が加算されます。したがって、全体の出力電圧は、電源電圧と90°直交成分のベクトル和となります。
シャントユニットのタップ接続により、直交成分の大きさを制御でき、それによって直交ブースターの位相シフトの大きさを制御できます。直交ブースターを含む回路の電流は、増加(ブーストタップ)または減少(バックタップ)させることができます。システムの状態によっては、電流をニュートラルタップ方向から完全に反転させるほどバックタップすることも可能です。
下の単線結線図は、 2本の並列送電線 を持つ仮想的な100MW発電機負荷システムにおいて、直交ブースターのタップ操作が及ぼす影響を示しています。そのうちの1本には、タップ範囲が1~19の直交ブースター(灰色で網掛け)が設置されています。
左の画像では、直交ブースターは中央タップ位置の10にあり、位相角は0°です。そのため、回路を流れる電力の流れには影響せず、両方の送電線は50MWで均等に負荷されています。右の画像は、直交ブースターのタップを下げて電力の流れを反転させた同じネットワークを示しています。結果として生じる負の位相角により、23MWの負荷が並列回路に振り向けられていますが、供給される総負荷は100MWで変化していません。(ここで使用されている値は仮定値であり、実際の位相角と負荷の移行は、直交ブースターと送電線のパラメータによって異なります。)

ほとんどの直交型ブースターの設置は、その逆の効果、つまり、片方の送電線が本来負荷が高く、もう片方が負荷が低い場合に、送電線の電力を均等化することを目的としています。
北ドイツと南ドイツを結ぶ送電線は、北海に位置する風力発電所で発電された電力を送電するには不十分である。[ 3 ] [ 4 ]そのため、エネルギーはチェコの送電システムを経由して流れ、チェコのネットワークに大きな負荷がかかり、ネットワークの安全な運用が危険にさらされている。[ 4 ]チェコの送電ネットワーク事業者ČEPSは、2017年1月17日にフラデツ変電所で2台の位相シフト変圧器を備えたバリアシステムを稼働させた。 [ 4 ] [ 5 ]このプラントの総費用は約7500万ユーロであった。位相シフト変圧器の設置は、ドイツからのグリーン電力の流れを調整および制御するために必要であった。[ 6 ]ドイツの送電システム事業者50 Hertzは、2018年1月にレーアスドルフ変電所で2台の位相シフト変圧器を稼働させた。レーアスドルフ変電所とフラデツ変電所は、2本の400kV線で接続されている。[ 4 ]
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