Какви са гъвкавите системи за предаване на алтернативен ток?

Какви са гъвкавите системи за пренос на алтернативен ток?

Определение на FACTS

Гъвкавите системи за пренос на алтернативен ток (FACTS) се дефинират като системи, които използват електроника на мощността, за да подобрят контрола и преноса на мощност в мрежите за пренос на алтернативен ток.

• Характеристики на FACTS

• Бързо регулиране на напрежението

• Увеличена преносима мощност по дълги линии с алтернативен ток

• Демпфирование на колебанията на активната мощност

• Контрол на потока на мощност в мрежи със съединения

Така значително се подобрява стабилността и производителността на съществуващите и бъдещите системи за пренос. С гъвкавите системи за пренос на алтернативен ток (FACTS) енергийните компании могат по-ефективно да използват съществуващите мрежи, да увеличат наличността и надеждността на своите линии и да подобрят динамичната и преходна стабилност на мрежата, осигурявайки по-високо качество на доставката.

Влияние на потока на реактивната мощност върху напрежението в енергийната система

Компенсация на реактивната мощност

Потребителските нагрузки нуждаят реактивна мощност, която непрекъснато варира, увеличавайки загубите при преноса и влияйки на напрежението в мрежата. За да се предотвратят големи колебания на напрежението или прекъсвания на енергията, тази реактивна мощност трябва да бъде балансирани. Пасивни компоненти като реактори или кондензатори могат да доставят индуктивна или капацитивна реактивна мощност. Бърза и точна компенсация на реактивната мощност, използвайки компоненти, управляеми от тиристори, може да подобри ефективността и контрола на преноса, замествайки по-бавните механични ключове.

Ефекти от потока на реактивната мощност

Потокът на реактивната мощност има следните ефекти:

• Увеличение на загубите в системата за пренос

• Добавяне към установките на електроцентрали

• Добавяне към операционните разходи

• Основно влияние върху отклонението на системното напрежение

• Деградация на качеството на обслужване при ниско напрежение

• Риск от повреда на изолацията при прекомерно високо напрежение

• Ограничаване на преноса на мощност

• Статични и динамични граници на стабилността

Паралелни и поредни системи

Фиг. показва най-общи устройствата за паралелна компенсация, техните влияния върху най-важните параметри на преноса и типични приложения.

Фиг.: Уравнението за активната мощност/ъгъл на преноса илюстрира, кои компоненти на FACTS селективно влияят върху кои параметри на преноса.

Системи за защита и управление

За подобряване на управлението на резервеността, бяха разработени специални модули, за да допълнят автоматизираната система SIMATIC TDC. Тези модули издават сигнали за включване на тиристорни клапани и заемат по-малко пространство от предходната технология. 

Гъвкавият интерфейсен дизайн на SIMATIC TDC му позволява лесно да замести съществуващи системи. Това интегриране може да се извърши с минимална забава, гарантирайки, че измерените стойности от старите системи се обработват от новата система за управление. Ефективността на пространството на SIMATIC TDC позволява и паралелна конфигурация със съществуващи системи.

Интерфейс между оператора и установката. (HMI = Human Machine Interface) е стандартизиран.SIMATIC Win CC визуализационна система, която допълнително опростява управлението и облекчава адаптацията на графичните потребителски интерфейси към изискванията на оператора.

Апаратура за управление и защита

Siemens предлага най-новата апаратура за управление и защита за FACTS – проверената и доказаната автоматизирана система SIMATIC TDC (Technology and Drive Control). SIMATIC TDC се използва по целия свят почти във всяка индустрия и е доказана както в производството, така и в процесната инженерия, както и в много HVDC и FACTS приложения. 

Оперативният персонал и инженерите по проектно планиране работят изключително със стандартизирана, универсална хардуерна и софтуерна платформа, позволяваща им да извършват изискани задачи по-бързо. Един от основните аспекти при разработването на тази автоматизирана система беше да се осигури най-високата степен на наличност на FACTS – затова всички системи за управление и защита, както и комуникационните връзки, са конфигурирани резервно (ако клиентът го поискат).

Новата измерителна и управляваща технология позволява също да се използва високопроизводителен записник на грешки, работещ с честота на пробиране 25 килогерца. Новата измерителна и управляваща технология намалява периода между записването на грешката и извеждането на отчета за грешката от няколко минути (преди) до 10 секунди (сега).

Преобразувател за FACTS

LTT – Леко активирани тиристори

Тиристорите контролират пасивните компоненти в системите за компенсация на реактивната мощност. Директната система за активиране с лъчение на Siemens активира тиристорите с 10-микросекунден лъч на 40 миливатта. Това устройство включва защита срещу прекомерно напрежение, правейки го самоохраняващо, ако напрежението в напреднала посока надхвърли границите.

Лъчът се движи през оптически влакна от контрола на клапаните до входа на тиристора. Конвенционалните системи използват електрически активирани тиристори, които изискват импулси на няколко вата, генериращи се от близко разположено електронно оборудване. Директното активиране с лъчение намалява електрическите компоненти в тиристорния клапан с 80%, подобрявайки надеждността и електромагнитната съвместимост. Освен това, новата тиристорна технология гарантира дългосрочна наличност на електронните компоненти поне за 30 години.

Тиристорните клапани на Siemens се сглобяват от 4-инчови или 5-инчови тиристори, в зависимост от необходимата токовна способност/номинална стойност. Тиристорната технология се развива постоянно от началото на 1960-те години. В момента тиристорите могат безопасно и икономично да обработват блокиращи напрежения до 8 киловолта и номинални токове до 4,200 ампера.