Compensator VAR static - Static VAR compensator

Un compensator static VAR ( SVC ) este un set de dispozitive electrice pentru furnizarea de putere reactivă cu acțiune rapidă pe rețelele de transport de energie electrică de înaltă tensiune . SVC-urile fac parte din familia de dispozitive ale sistemului de transmisie AC flexibil , reglând tensiunea, factorul de putere, armonicele și stabilizând sistemul. Un compensator VAR static nu are părți în mișcare semnificative (altele decât aparatele de comutare interne). Înainte de invenția SVC, compensarea factorului de putere era păstrarea mașinilor rotative mari, cum ar fi condensatoarele sincrone sau băncile de condensatori comutate.

SVC este un dispozitiv automat de potrivire a impedanței, conceput pentru a apropia sistemul de factorul de putere al unității . SVC-urile sunt utilizate în două situații principale:

  • Conectat la sistemul de alimentare, pentru a regla tensiunea de transmisie ("Transmission SVC")
  • Conectat în apropierea unor sarcini industriale mari, pentru a îmbunătăți calitatea energiei electrice („SVC industrial”)

În aplicațiile de transmisie, SVC este utilizat pentru a regla tensiunea rețelei. Dacă sarcina reactivă a sistemului de alimentare este capacitivă (conducătoare), SVC va folosi reactoare controlate de tiristor pentru a consuma VAR-uri din sistem, scăzând tensiunea sistemului. În condiții inductive (întârziate), băncile de condensatoare sunt conectate automat, asigurând astfel o tensiune mai mare a sistemului. Prin conectarea reactorului controlat de tiristor, care este continuu variabil, împreună cu o treaptă a acumulatorului, rezultatul net este continuu variabil de putere de conducere sau de întârziere.

În aplicațiile industriale, SVC-urile sunt plasate în mod obișnuit în apropierea unor sarcini mari și care variază rapid, cum ar fi cuptoarele cu arc , unde pot netezi tensiunea intermitentă .

Descriere

Principiu

De obicei, un SVC cuprinde una sau mai multe bănci de condensatoare sau reactoare de șunt fixe sau comutate , dintre care cel puțin o bancă este comutată de tiristoare. Elementele care pot fi utilizate pentru realizarea unui SVC includ de obicei:

Diagrama pe o linie a unei configurații tipice SVC; aici folosind un reactor controlat cu tiristor , un condensator cu comutare cu tiristor , un filtru armonic, un condensator cu comutare mecanică și un reactor cu comutare mecanică

Prin intermediul modulației unghiului de fază comutat de tiristoare, reactorul poate fi schimbat în mod variabil în circuit și astfel poate furniza o injecție (sau absorbție) VAR variabilă continuu rețelei electrice. În această configurație, controlul grosier al tensiunii este asigurat de condensatori; reactorul controlat de tiristor trebuie să asigure un control lin. Controlul mai ușor și mai multă flexibilitate pot fi furnizate cu comutarea condensatorului controlată de tiristor.

Reactor controlat de tiristor (TCR), prezentat cu conexiune Delta
Condensator comutat cu tiristor (TSC), prezentat cu conexiune Delta

Tiristoarele sunt controlate electronic. Tiristoarele, ca toți semiconductorii, generează căldură, iar apa deionizată este frecvent utilizată pentru a le răci. Tăierea sarcinii reactive în circuit în acest mod injectează armonici nedorite de ordin impar și astfel sunt de obicei furnizate bănci de filtre de mare putere pentru a netezi forma de undă. Deoarece filtrele în sine sunt capacitive, exportă și MVAR-uri către sistemul de alimentare.

Aranjamente mai complexe sunt practice acolo unde este necesară o reglare precisă a tensiunii. Reglarea tensiunii este asigurată prin intermediul unui controler cu buclă închisă . Controlul de supraveghere la distanță și reglarea manuală a valorii de referință a tensiunii sunt, de asemenea, obișnuite.

Conexiune

În general, compensarea VAR statică nu se face la tensiunea de linie; un banc de transformatoare scade tensiunea de transmisie (de exemplu, 230 kV) până la un nivel mult mai mic (de exemplu, 9,0 kV). Acest lucru reduce dimensiunea și numărul de componente necesare în SVC, deși conductorii trebuie să fie foarte mari pentru a face față curenților mari asociați cu tensiunea mai mică. În unele compensatoare statice VAR pentru aplicații industriale, cum ar fi cuptoarele cu arc electric , unde poate exista o bară de medie tensiune existentă (de exemplu la 33 kV sau 34,5 kV), compensatorul static VAR poate fi conectat direct pentru a economisi costul a transformatorului.

Un alt punct de conexiune comun pentru SVC se află pe înfășurarea terțiară delta a autotransformatoarelor conectate în Y utilizate pentru a conecta o tensiune de transmisie la alta tensiune.

Natura dinamică a SVC constă în utilizarea tiristoarelor conectate în serie și invers-paralele, formând „valve tiristorice”). Semiconductorii în formă de disc, de obicei cu câțiva centimetri în diametru, sunt de obicei localizați în interior într-o „casă de supape”.

Avantaje

Principalul avantaj al SVC-urilor față de schemele de compensare simple cu comutare mecanică este răspunsul lor aproape instantaneu la modificările tensiunii sistemului. Din acest motiv, acestea sunt adesea acționate aproape de punctul lor zero pentru a maximiza corecția puterii reactive pe care o pot oferi rapid atunci când este necesar.

În general, acestea sunt mai ieftine, cu capacitate mai mare, mai rapide și mai fiabile decât schemele de compensare dinamică, cum ar fi condensatoarele sincrone. Cu toate acestea, compensatoarele VAR statice sunt mai scumpe decât condensatoarele cu comutare mecanică, astfel încât mulți operatori de sistem utilizează o combinație a celor două tehnologii (uneori în aceeași instalație), folosind compensatorul static VAR pentru a oferi suport pentru schimbări rapide și condensatorii comutați mecanic pentru a oferi VAR-uri în stare stabilă.

Vezi si

Dispozitive similare includ compensatorul static sincron (STATCOM) și Unified Power Flow Controller (UPFC).

Referințe