Statyczny kompensator VAR

Statyczny kompensator VAR ( SVC ) to zespół urządzeń elektrycznych służących do dostarczania szybko działającej mocy biernej w sieciach przesyłowych wysokiego napięcia . SVC należą do elastycznych urządzeń do przesyłu prądu przemiennego , regulujących napięcie, współczynnik mocy, harmoniczne i stabilizujących system. Statyczny kompensator VAR nie ma znaczących ruchomych części (innych niż wewnętrzna rozdzielnica). Przed wynalezieniem SVC kompensacja współczynnika mocy była domeną dużych maszyn wirujących, takich jak kondensatory synchroniczne lub przełączane baterie kondensatorów.

SVC to automatyczne urządzenie dopasowujące impedancję, zaprojektowane w celu zbliżenia systemu do jedności współczynnika mocy . SVC są używane w dwóch głównych sytuacjach:

  • Podłączony do systemu elektroenergetycznego w celu regulacji napięcia przesyłowego („transmission SVC”)
  • Podłączony w pobliżu dużych obciążeń przemysłowych w celu poprawy jakości energii („przemysłowy SVC”)

W zastosowaniach transmisyjnych SVC służy do regulacji napięcia sieci. Jeśli obciążenie bierne systemu elektroenergetycznego jest pojemnościowe (wiodące), SVC użyje sterowanych tyrystorowo dławików do zużywania VAR z systemu, obniżając napięcie systemu. W indukcyjnych (opóźnionych) baterie kondensatorów są automatycznie włączane, zapewniając w ten sposób wyższe napięcie systemu. Poprzez podłączenie sterowanego tyrystorowo dławika, który jest zmienny w sposób ciągły, wraz z krokiem baterii kondensatorów, wynikiem netto jest stale zmienna moc wyprzedzająca lub opóźniająca.

W zastosowaniach przemysłowych SVC są zwykle umieszczane w pobliżu wysokich i szybko zmieniających się obciążeń, takich jak piece łukowe , gdzie mogą wygładzać napięcie migotania .

Opis

Zasada

Zazwyczaj SVC zawiera jeden lub więcej banków stałych lub przełączanych kondensatorów bocznikowych lub dławików , z których co najmniej jeden bank jest przełączany przez tyrystory. Elementy, które można wykorzystać do stworzenia SVC, zazwyczaj obejmują:

Jednokreskowy schemat typowej konfiguracji SVC; tutaj wykorzystujący sterowany tyrystorowo dławik , kondensator przełączany tyrystorowo , filtr harmonicznych, kondensator przełączany mechanicznie i dławik przełączany mechanicznie

Za pomocą modulacji kąta fazowego przełączanej przez tyrystory, dławik może być w sposób zmienny włączany do obwodu, zapewniając w ten sposób ciągły wtrysk VAR (lub absorpcję) do sieci elektrycznej. W tej konfiguracji kondensatory zapewniają zgrubną kontrolę napięcia ; dławik sterowany tyrystorowo ma zapewniać płynną regulację. Płynniejsze sterowanie i większą elastyczność można zapewnić dzięki sterowanemu tyrystorowo przełączaniu kondensatorów.

Reaktor sterowany tyrystorowo (TCR), pokazany z połączeniem w trójkąt
Kondensator przełączany tyrystorowo (TSC), pokazany z połączeniem w trójkąt

Tyrystory są sterowane elektronicznie. Tyrystory, podobnie jak wszystkie półprzewodniki, wytwarzają ciepło, a do ich chłodzenia powszechnie stosuje się wodę dejonizowaną . Odcinanie obciążenia reaktywnego w obwodzie w ten sposób wprowadza niepożądane harmoniczne nieparzystego rzędu, dlatego zwykle stosuje się banki filtrów dużej mocy w celu wygładzenia kształtu fali. Ponieważ same filtry są pojemnościowe, eksportują również MVAR do systemu elektroenergetycznego.

Bardziej złożone układy są praktyczne tam, gdzie wymagana jest precyzyjna regulacja napięcia. Regulacja napięcia realizowana jest za pomocą w pętli zamkniętej . Powszechne są również zdalne sterowanie nadzorcze i ręczna regulacja wartości zadanej napięcia.

Połączenie

Ogólnie rzecz biorąc, statyczna kompensacja VAR nie jest wykonywana przy napięciu sieciowym; zespół transformatorów obniża napięcie przesyłowe (na przykład 230 kV) do znacznie niższego poziomu (na przykład 9,0 kV). Zmniejsza to rozmiar i liczbę elementów potrzebnych w SVC, chociaż przewodniki muszą być bardzo duże, aby obsłużyć wysokie prądy związane z niższym napięciem. W niektórych statycznych kompensatorach VAR do zastosowań przemysłowych, takich jak elektryczne piece łukowe , gdzie może występować istniejąca szyna zbiorcza średniego napięcia (na przykład przy 33 kV lub 34,5 kV), statyczny kompensator VAR może być podłączony bezpośrednio, aby zaoszczędzić na kosztach transformatora.

Innym powszechnym punktem połączenia dla SVC jest trzeciorzędowe uzwojenie trójkąta autotransformatorów połączonych w Y, używanych do łączenia jednego napięcia transmisyjnego z innym napięciem.

Dynamiczny charakter SVC polega na zastosowaniu tyrystorów połączonych szeregowo i odwrotnie-równolegle, tworząc „zawory tyrystorowe”. Półprzewodniki w kształcie dysku, zwykle o średnicy kilku cali, są zwykle umieszczane w pomieszczeniach zamkniętych w „domku zaworowym”.

Zalety

Główną zaletą SVC w porównaniu z prostymi mechanicznie przełączanymi schematami kompensacji jest ich niemal natychmiastowa reakcja na zmiany napięcia w systemie. Z tego powodu często pracują w pobliżu punktu zerowego, aby zmaksymalizować korektę mocy biernej, którą mogą szybko zapewnić w razie potrzeby.

Są one generalnie tańsze, mają większą pojemność, są szybsze i bardziej niezawodne niż układy dynamicznej kompensacji, takie jak kondensatory synchroniczne. Jednak statyczne kompensatory VAR są droższe niż kondensatory przełączane mechanicznie, dlatego wielu operatorów systemów stosuje kombinację tych dwóch technologii (czasami w tej samej instalacji), używając statycznego kompensatora VAR do obsługi szybkich zmian i mechanicznie przełączanych kondensatorów do zapewniania VAR w stanie ustalonym.

Zobacz też

Podobne urządzenia obejmują statyczny kompensator synchroniczny (STATCOM) i zunifikowany kontroler przepływu mocy (UPFC).

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Static_VAR_compensator&oldid=1121867986 ”