Yhteenvetona: Loistehon kompensointi voi olla kapasitiivista tai induktiivista. Multirel toimittaa induktiivisia kompensointilaitteita (shunttireaktorit/loistehoreaktorit), joilla vähennetään verkon kapasitiivista loistehoa (tyypillistä kaapelivaltaisissa verkoissa). Jos verkko on induktiivinen (lagging), loistehoa pienennetään yleensä kapasitiivisella kompensoinnilla (kondensaattoriparistot) – ei tämän artikkelin ydin. Alla keskitymme reaktoreihin: milloin ne valitaan, miten ne toteutetaan (kiinteä / säätyvä) ja kuinka ne mitoitetaan käytännössä.

Lyhyesti – pikaopas valintaan

• Verkon loisteho on kapasitiivista (johtava, usein merkitään negatiiviseksi) → induktiivinen kompensointi shunttireaktorilla.
• Verkon loisteho on induktiivista (jälkeenjäävä, usein merkitään positiiviseksi) → kapasitiivinen kompensointi (kondensaattorit).
• Kuorma/verkko muuttuu (kaapelipituudet, kytkentätilat) → säätyvä reaktori (käämikytkin/OLTC + automaatti jännitesäätäjä).
• Stabiili verkko → kiinteä reaktori.
• Laaja ja vaihteleva verkko → keskitetty / hajautettu / hybridi arkkitehtuurina (kuten maasulkuvirran kompensoinnissa).

Mitä “induktiivinen loistehon kompensointi” tarkoittaa?

Kun verkossa on liikaa kapasitiivista loistehoa (Qc), jännitetaso voi nousta ja suojauksen selektiivisyys kärsiä. Shunttireaktori (rinnakkaisreaktori) kytketään verkkoon rinnalle “syömään” kapasitiivista loistehoa → verkon nettoloisteho pienenee ja pysyy hallinnassa. Todellisuudessa ei pyritä täysin Q ≈ 0 tilaan, vaan jätetään hallittu jäännös -Q, jotta vältetään pumppaus ja ylikompensointi.

Terminologia: “Aktiivinen” viittaa usein automaattisesti säätyviin kondensaattoriparistoihin (kapasitiivinen kompensointi). Myös reaktori voi olla automaattisesti säätyvä (OLTC käämikytkin + säätäjä) → säätyvä induktiivinen kompensointi.

Milloin reaktori on perusteltu?

• Kapasitiivinen verkko: kaapelivaltaiset KJ-verkot, pitkät lähdöt, kevyet kuormat → johtava tehokerroin.
• Jännitetason hallinta: ehkäistään jännitteen nousua, parannetaan suojausten toimintavarmuutta.
• Prosessiturvallisuus: pienennetään ylijänniteriskejä ja vältetään haitallisia resonansseja.
• Vaatimustenmukaisuus: täytetään verkonhaltijan/tilaajan loisteho- ja jänniterajat.

Toteutus: kiinteä vai säätyvä (automaattinen)?

1. Kiinteä reaktori
   
   Sopii: kapasitiivinen Qc lähes vakio.
   
   Plussat: yksinkertainen, edullinen, nopea käyttöönotto.
   
   Miinukset: heikompi sopeutuvuus → riski ali-/ylikompensointiin käyttötilojen vaihdellessa.
   
   
2. Säätyvä reaktori (käämikytkin + automaattisäätäjä)
   
   Sopii: kapasitiivinen Qc vaihtelee (kytkennät, kaapelipituudet, kausivaihtelut).
   
   Plussat: dynaaminen säätö (jännite, cos φ tai Q -ohjaus), parempi selektiivisyys. Mahdollistaa kytkentöjen tekemisen alhaisella teholla vähentäen katkaisijan rasitusta ja verkon nopeita jännitemuutoksia.
   
   Miinukset: suurempi investointi ja integraatiotarve (ohjaus/SCADA).

Arkkitehtuuri:

• Keskitetty: yksi (säätyvä) reaktori asemalle → helppo hallita.
• Hajautettu: useita pienempiä reaktoreita lähdöissä → paras paikallinen optimointi.
• Hybridi: keskitetty perussäätö + paikallinen hienosäätö.

Miten reaktori mitoitetaan?

Tavoite: kompensoida verkon kapasitiivinen loisteho Qc induktiivisella loisteholla QL siten, että jäännösloisteho ja jännitetaso pysyvät rajoissa.

1. Arvioi/laskennallista verkon kapasitiivinen loisteho Qc (kVAr) tyypillisessä käyttötilassa sekä min–max -arvot (kytkentätilat).
2. Valitse reaktori, jonka induktiivinen loisteho QL kattaa tarpeen:
3. Kiinteä: QL ≈ Qc tyypillisessä käyttötilassa.
4. Säätyvä: säätöalue kattaa min(Qc)…max(Qc), varaa ~10–20 % kasvumarginaali.
5. Tarkista jännitetaso ja ylikompensoinnin riski eri käyttötiloissa.

Huomioitavaa mitoittaessa

• Yliaallot & resonanssi: vältä rinnakkaisresonanssia; tarvittaessa vaimennus/sarjavastus.
• Lämpö & jäähdytys: mitoita jatkuvalle käytölle + ylikuormille.
• Suojaukset/valvonta: ylivirta-/ylijännitesuoja, lämpösuoja, mittaukset (U, I, cos φ, Q).
• Standardit: esim. IEC/EN 60076-6 (shunttireaktorit).

Säätyvä reaktori käytännössä – mitä tarkoittaa "automaattinen"?

Kyllä, reaktori voi olla “aktiivinen”: OLTC käämikytkin + automaattisäätäjä ohjaa induktiivisuutta mittaamalla esim. jännitettä, cos φ:ta tai Q:ta ja säätää portaittain. Integraatioon kuuluvat hälytykset, rajat, trendit ja SCADA-liityntä.

Tyypilliset käyttökohteet

• KJ-kaapeliverkot (jakelu, teollisuus, kampukset, satamat, tunnelit).
• Kevyen kuorman jaksot (yö/kausi) → kapasitiivisuus korostuu.
• Kriittiset prosessit/datasalit, joissa jännite- ja selektiivisyysvaatimukset tiukat.
• Uudet investoinnit, kun halutaan pysyä loistehorajoissa ilman lisäkapasitanssia.
• Tuulipuistojen ja pitkien siirtoyhteyksien liittymät

Päätöspuu (yksinkertaistettu)

• Onko Q kapasitiivinen (leading)? → Reaktori (induktiivinen).
• Muuttuuko verkko usein? → Säätyvä / muuten kiinteä.
• Onko verkko laaja/epähomogeeninen? → Hajautettu/Hybridi. muuten keskitetty.

Dataseloste & tarjouspyyntö – muistilista

• Verkon kuvaus: jännitetasot, kaapelityypit/pituudet, kytkentätilat (min/nom/max).
• Tavoitteet: cos φ -rajat, jänniterajat, sallittu jäännös-Q.
• Käyttötilat: pysyvät/tilapäiset muutokset, kausivaihtelut.
• Mitoituslinja: kiinteä vs. säätyvä; keskitetty vs. hajautettu vs. hybridi.
• Ympäristö: asennuspaikka, jäähdytys, melu, IP-luokka.
• Suojaukset & ohjaus: releet, I/O, protokollat (SCADA/IEC).
• Testit: FAT/SAT, mittaukset, dokumentointi.

Usein kysytyt kysymykset

“Meillä on kondensaattoriparistoja – tarvitaanko reaktoreita?”

Jos verkko on kapasitiivinen, kondensaattorit pahentavat tilannetta → kondensaattorien poisto ja reaktori on oikea työkalu. Induktiiviseen verkkoon kondensaattorit ovat oikea kompensointi.

“Voiko reaktori olla ‘aktiivinen’ kuten kondensaattoriparisto?”

Kyllä. Säätyvä reaktori (käämikytkin + säätäjä) on automaattinen induktiivinen kompensointi. Automaattinen reaktori voidaan ajaa myös manuaaliseen tilaan esimerkiksi huollon ajaksi.

“Mistä aloitan, jos nykytilanne on epäselvä?”

Tee mittaukset (U, I, cos φ, Q), kartoita kytkentätilat ja arvioi Qc min–nom–max. Näiden perusteella valitaan kiinteä vs. säätyvä ja mitoitetaan QL.

Multirelilla on käytössä reaktorityökalu, jonka avulla voidaan tarkastella kuukausitasolla erikokoisten reaktorien vaikutusta loistehomaksuihin ja vertailla eri häviöarvostuksien ja kytkentätapojen hintavaikutuksia. Työkalun avulla voidaan laskea vuosittaiset häviöt, ylitykset, kytkentäkerrat ja loistehomaksut annettujen parametrien perusteella.

Yhteenveto

Induktiivinen loistehon kompensointi reaktoreilla on tehokas tapa hallita kapasitiivista loistehoa ja jännitettä sekä tukea selektiivisyyttä kaapeliverkoissa. Kiinteä reaktori sopii stabiiliin tilanteeseen ja säätyvä on paras muuttuville verkoille joissa on vaihtelua. Säätyvä reaktori soveltuu erityisen hyvin verkkoihin, joissa teho vaihtelee nopeasti. Säätyvän reaktorin käytössä laite toimii itsenäisesti, eikä tarvita manuaalista loistehon ohjausta. Lisäksi etuna on kuormitushäviöiden minimointi, koska reaktorin toimintapiste voidaan pitää mahdollisimman lähellä loistehon antorajaa. Arkkitehtuuri valitaan keskitetyn, hajautetun tai hybridimallin välillä.

Multirel auttaa reaktorityypin, säätökonseptin ja arkkitehtuurin valinnassa, mitoittaa laitteiston ja toimittaa FAT/SAT-testit sekä dokumentaation. Reaktoreiden toimituksia tehdään myös avaimet käteen-periaatteella pitäen sisällään suunnittelun, toteutuksen sekä käyttöönoton ja käytönaikaisen huollon ja asiantuntijapalvelun.

Ota yhteyttä!