Què són els sistemes de transmissió d'AC flexibles?

Què són els Sistemes de Transmissió AC Flexible?

Definició de FACTS

Els Sistemes de Transmissió AC Flexible (FACTS) es defineixen com sistemes que utilitzen l'electrònica de potència per millorar el control i la transmissió de potència en les xarxes de transmissió AC.

• Característiques dels FACTS

• Regulació ràpida de tensió

• Aument de la transmissió de potència en línies AC llargues

• Amortigament d'oscil·lacions de potència activa

• Control del flux de càrrega en sistemes enretallats

Això milloren significativament la estabilitat i el rendiment dels sistemes de transmissió existents i futurs. Amb els Sistemes de Transmissió AC Flexible (FACTS), les companyies elèctriques poden utilitzar millor les xarxes existents, augmentar la disponibilitat i fiabilitat de les seves línies, i millorar la estabilitat dinàmica i transitoria, assegurant una millor qualitat de subministrament.

Influència del flux de potència reactiva sobre la tensió del sistema elèctric

Compensació de potència reactiva

Les càrregues del consumidor necessiten una potència reactiva que varia continuament, incrementant les pèrdues de transmissió i afectant la tensió en la xarxa. Per evitar fluctuacions de tensió altes o falles de potència, aquesta potència reactiva ha de ser equilibrada. Components passius com reactors o condensadors poden proporcionar potència reactiva inductiva o capacitiva. La compensació ràpida i precisa de la potència reactiva, utilitzant components comutats i controlats per tiristors, pot millorar l'eficiència i el control de la transmissió, reemplaçant els commutadors mecànics més lents.

Efectes del flux de potència reactiva

El flux de potència reactiva té els següents efectes:

• Augment de les pèrdues del sistema de transmissió

• Afegir a les instal·lacions de les centrals elèctriques

• Afegir als costos d'operació

• Influència important sobre la desviació de tensió del sistema

• Degradació del rendiment de la càrrega en baixa tensió

• Risc de trencament de l'aïllament en sobretensió

• Limitació de la transmissió de potència

• Límits d'estabilitat estacionària i dinàmica

Paral·lel i Sèrie

La Figura mostra els dispositius de compensació en paral·lel més comuns avui en dia, la seva influència en els paràmetres de transmissió més importants i les seves aplicacions típiques.

Figura: L'equació de potència activa / angle de transmissió il·lustra quins components FACTS influeixen selectivament en quins paràmetres de transmissió.

Sistemes de protecció i control

Per millorar la gestió de la redundància, s'han desenvolupat mòduls especials per complementar el sistema d'automatització SIMATIC TDC. Aquests mòduls emeten senyals de disparador als valvulats de tiristor i ocupen menys espai que la tecnologia anterior. 

El disseny flexible de la interfície del SIMATIC TDC permet substituir fàcilment sistemes existents. Aquesta integració es pot fer amb un retard mínim, assegurant que els valors mesurats dels vells sistemes siguin processats pel nou sistema de control. L'eficiència espacial del SIMATIC TDC també permet una configuració paral·lela amb sistemes existents.

Interfície Home-Màquina. L'interfície entre l'operador i la planta (HMI = Interfície Home-Màquina) és estandarditzada. El sistema de visualització SIMATIC Win CC simplifica encara més l'operació i facilita l'adaptació de les interfícies gràfiques d'usuari a les necessitats de l'operador.

Hardware per al control i protecció

Siemens ofereix el més recent en control i protecció per a FACTS - el sistema d'automatització SIMATIC TDC (Control de Tecnologia i Conducció) provat i testat. El SIMATIC TDC s'utilitza a nivell mundial en gairebé totes les indústries i s'ha demostrat tant en producció i enginyeria de processos com en moltes aplicacions HVDC i FACTS. 

El personal operatiu i els enginyers de planificació de projectes treballen exclusivament amb una plataforma de hardware i software estandarditzada i universal, permetent-los realitzar tasques exigents més ràpidament. Una de les consideracions principals en el desenvolupament d'aquest sistema d'automatització va ser assegurar el màxim grau de disponibilitat dels FACTS - és per això que tots els sistemes de control i protecció, així com els enllaços de comunicació, estan configurats redundantment (si ho demana el client).

La nova tecnologia d'instrumentació i control també permet l'ús d'un registrador de fallades d'alt rendiment que opera amb una taxa de mostreig de 25 kHz. La nova tecnologia d'instrumentació i control redueix el període entre la gravació de la fallada i la impressió del informe de la fallada de diversos minuts (anteriorment) a 10 segons (actualment).

Convertidor per a FACTS

LTT – Tiristors activats per llum

Els tiristors controlen components passius en sistemes de compensació de potència reactiva. El sistema de disparador directe per llum de Siemens activa els tiristors amb un impuls de llum de 10 microsegons a 40 mil·liwatts. Aquest dispositiu inclou protecció contra sobretensió, fent-lo autoprotector si la tensió enfora excedeix els límits.

L'impuls de llum viatja a través d'òptica de fibra des del control del valvulat al port de tiristor. Els sistemes convencionals utilitzen tiristors activats elèctricament, requerint impulsos de diverses watts generats per equips electrònics propers. L'activació directa per llum reduïu els components elèctrics en el valvulat de tiristor en un 80%, millorant la fiabilitat i la compatibilitat electromagnètica. A més, la nova tecnologia de tiristors assegura la disponibilitat a llarg termini de components electrònics durant almenys 30 anys.

Els valvulats de tiristor de Siemens es muntaran a partir de tiristors de 4 polzades o 5 polzades, depenent de la capacitat de corrent / corrent nominal requerit. La tecnologia de tiristors ha estat en constant desenvolupament des dels primers anys 1960. Actualment, els tiristors poden gestionar de manera segura i econòmica tensions de blocatge de fins a 8 kilovolts i corrents nominals de fins a 4.200 amperes.