روش‌های کنترل ولتاژ در سیستم برق

روش‌های کنترل ولتاژ در سیستم برق

ولتاژ درون یک سیستم برق با توجه به نوسانات بار متغیر است. معمولاً، ولتاژ در دوره‌های بار کم بالا می‌رود و در شرایط بار سنگین کاهش می‌یابد. برای حفظ ولتاژ سیستم در حد مجاز، نیاز به تجهیزات اضافی است. این تجهیزات به منظور 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 در حالت بدون بار

• ردکتورهای موازی

• مدیفایرهای فاز همزمان

• خازنهای موازی

• سیستم VAR ثابت (SVS)

کنترل ولتاژ سیستم با استفاده از عناصر القایی موازی به عنوان جبران‌سازی موازی شناخته می‌شود. جبران‌سازی موازی به دو نوع تقسیم می‌شود: جبران‌سازی موازی ثابت و جبران‌سازی همزمان. در جبران‌سازی موازی ثابت، ردکتورهای موازی، خازنهای موازی و سیستم‌های VAR ثابت استفاده می‌شوند، در حالی که جبران‌سازی همزمان از مدیفایرهای فاز همزمان استفاده می‌کند. روش‌های کنترل ولتاژ در ادامه به طور دقیق شرح داده شده‌اند.

تبدیل‌دهنده با تغییر تپ در حالت بدون بار: در این روش، کنترل ولتاژ با تغییر نسبت دورهای تبدیل‌دهنده انجام می‌شود. قبل از تغییر تپ، تبدیل‌دهنده باید از تغذیه برق جدا شود. تغییر تپ تبدیل‌دهنده معمولاً به صورت دستی انجام می‌شود.

تبدیل‌دهنده با تغییر تپ در حالت بار: این ساختار برای تنظیم نسبت دورهای تبدیل‌دهنده به منظور تنظیم ولتاژ سیستم در حین تحویل بار استفاده می‌شود. بیشتر تبدیل‌دهنده‌های قدرت با تغییر تپ در حالت بار مجهز شده‌اند.

ردکتور موازی: ردکتور موازی یک عنصر جریان القایی است که بین خط و نوترال متصل می‌شود. این ردکتور جریان القایی ناشی از خطوط انتقال یا کابل‌های زیرزمینی را جبران می‌کند. ردکتورهای موازی عموماً در خطوط انتقال بلند مسافت با ولتاژ بسیار بالا (EHV) و ولتاژ فوق العاده بالا (UHV) برای کنترل توان راکتیو استفاده می‌شوند.

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

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

مدیفایر فاز همزمان: مدیفایر فاز همزمان یک موتور همزمان بدون بار مکانیکی است. این موتور به بار در سمت دریافت خط متصل می‌شود. با تغییر تحریک سیم‌پیچ میدان، مدیفایر فاز همزمان می‌تواند توان راکتیو را جذب یا تولید کند. این دستگاه ولتاژ ثابت را تحت تمام شرایط بار حفظ می‌کند و همچنین عامل 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 عنوان دستگاه‌های کلیدزنی به جای برشکن‌ها استفاده می‌شوند. در سیستم‌های مدرن، کلیدزنی تایریستور به جای کلیدزنی مکانیکی به دلیل عملکرد سریع‌تر و توانایی ارائه عملکرد بدون گذرا از طریق کنترل کلیدزنی جایگزین شده است.