روش‌های کنترل ولتاژ در سیستم برق

روش‌های کنترل ولتاژ در سیستم برق

ولتاژ درون یک سیستم برق با تغییرات بار متغیر است. معمولاً، ولتاژ در دوره‌های با بار کم افزایش می‌یابد و در شرایط بار سنگین کاهش می‌یابد. برای حفظ ولتاژ سیستم در حدود قابل قبول، نیاز به تجهیزات اضافی است. این تجهیزات برای افزایش ولتاژ زمانی که پایین است و کاهش آن زمانی که خیلی بالا است، استفاده می‌شوند. روش‌های زیر برای کنترل ولتاژ در سیستم‌های برق به کار گرفته می‌شوند:

• تبدیل‌دهنده با تغییر تپ در حالت بار

• تبدیل‌دهنده با تغییر تپ بدون بار

• ردکتورهای شونت

• مدیفایرهای فاز همزمان

• خازنهای شونت

• سیستم VAR ثابت (SVS)

کنترل ولتاژ سیستم با استفاده از عنصر القایی شونت به جبران‌سازی شونت معروف است. جبران‌سازی شونت به دو نوع تقسیم می‌شود: جبران‌سازی شونت ثابت و جبران‌سازی همزمان. در جبران‌سازی شونت ثابت، ردکتورهای شونت، خازنهای شونت و سیستم‌های VAR ثابت استفاده می‌شوند، در حالی که جبران‌سازی همزمان از مدیفایرهای فاز همزمان استفاده می‌کند. روش‌های کنترل ولتاژ در زیر به طور دقیق توضیح داده شده‌اند.

تبدیل‌دهنده با تغییر تپ بدون بار: در این روش، کنترل ولتاژ با تغییر نسبت پیچشی تبدیل‌دهنده انجام می‌شود. قبل از تغییر تپ، تبدیل‌دهنده باید از منبع برق جدا شود. تغییر تپ تبدیل‌دهنده عمدتاً به صورت دستی انجام می‌شود.

تبدیل‌دهنده با تغییر تپ در حالت بار: این ساختار برای تنظیم نسبت پیچشی تبدیل‌دهنده به منظور تنظیم ولتاژ سیستم در حالتی که تبدیل‌دهنده بار منتقل می‌کند، استفاده می‌شود. بیشتر تبدیل‌دهنده‌های برق با تغییر تپ در حالت بار مجهز شده‌اند.

ردکتور شونت: ردکتور شونت یک عنصر جریان القایی است که بین خط و خنثی متصل می‌شود. این ردکتور جریان القایی ناشی از خطوط انتقال یا کابل‌های زیرزمینی را جبران می‌کند. ردکتورهای شونت عمدتاً در خطوط انتقال برق با ولتاژ بسیار بالا (EHV) و ولتاژ فوق‌العاده بالا (UHV) برای کنترل توان راکتیو استفاده می‌شوند.

ردکتورهای شونت در زیرстанیون‌های ارسال، دریافت و میانی خطوط EHV و UHV بلند نصب می‌شوند. در خطوط انتقال بلند، ردکتورهای شونت با فاصله تقریبی ۳۰۰ کیلومتر برای محدود کردن ولتاژ در نقاط میانی متصل می‌شوند.

خازنهای شونت: خازنهای شونت خازنهایی هستند که موازی با خط متصل می‌شوند. آنها در زیرستانیون‌های دریافت، توزیع و کلیدزنی نصب می‌شوند. خازنهای شونت توان راکتیو را به خط تزریق می‌کنند و معمولاً به صورت بانک‌های سه‌فازی تنظیم می‌شوند.

مدیفایر فاز همزمان: مدیفایر فاز همزمان یک موتور همزمان است که بدون بار مکانیکی کار می‌کند. آن را به بار در سمت دریافت خط متصل می‌کنند. با تغییر تحریک پیچش میدان، مدیفایر فاز همزمان می‌تواند توان راکتیو را جذب یا تولید کند. این مدیفایر ولتاژ ثابت را تحت تمام شرایط بار حفظ می‌کند و همچنین ضریب توان را بهبود می‌بخشد.
سیستم‌های VAR ثابت (SVS): جبران‌کننده VAR ثابت وقتی ولتاژ از مقدار مرجع انحراف پیدا می‌کند، چه بالاتر یا پایین‌تر، توان راکتیو القایی را به سیستم تزریق یا جذب می‌کند. در جبران‌کننده VAR ثابت، تایریستورها به جای برش‌کننده‌ها به عنوان دستگاه‌های کلیدزنی استفاده می‌شوند. در سیستم‌های مدرن، کلیدزنی تایریستوری به دلیل عملکرد سریع‌تر و توانایی ارائه عملکرد بدون ترانزیانت از طریق کنترل کلیدزنی، جایگزین کلیدزنی مکانیکی شده است.