چه چیزی سیستم‌های انتقال مسیریاب پذیر AC است

چه مواردی را سیستم‌های انتقال متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) نامیده می‌شوند؟

تعریف FACTS

سیستم‌های انتقال متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) به عنوان سیستم‌هایی تعریف می‌شوند که از الکترونیک قدرت برای بهبود کنترل و انتقال قدرت در شبکه‌های انتقال متناوب استفاده می‌کنند.

• ویژگی‌های FACTS

• تنظیم سریع ولتاژ

• افزایش انتقال قدرت در خطوط متناوب طولانی

• کاهش نوسانات قدرت فعال

• کنترل جریان بار در سیستم‌های شبکه‌ای

به این ترتیب، پایداری و عملکرد سیستم‌های انتقال موجود و آینده به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد. با استفاده از سیستم‌های انتقال متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS)، شرکت‌های برق می‌توانند از شبکه‌های موجود بهتر استفاده کنند، دسترسی و قابلیت اطمینان خطوط خود را افزایش دهند و پایداری شبکه در حالت‌های پویا و گذرا را بهبود بخشند و کیفیت تامین را تضمین کنند.

تأثیر جریان قدرت واکنشی بر ولتاژ سیستم قدرت

جبران قدرت واکنشی

بارهای مصرف‌کننده به قدرت واکنشی متغیر نیاز دارند که باعث افزایش ضررها در انتقال و تأثیر بر ولتاژ در شبکه می‌شود. برای جلوگیری از نوسانات ولتاژ بالا یا خرابی‌های قدرت، این قدرت واکنشی باید متعادل شود. اجزای غیرفعال مانند راکتورها یا خازنهای خازنی می‌توانند قدرت واکنشی القایی یا خازنی فراهم کنند. جبران سریع و دقیق قدرت واکنشی با استفاده از اجزای کنترل شده با تایریستور می‌تواند کارایی و کنترل انتقال را بهبود بخشد و جایگزین کلیدهای مکانیکی کندتر شود.

اثرات جریان قدرت واکنشی

جریان قدرت واکنشی دارای اثرات زیر است:

• افزایش ضررها در سیستم انتقال

• افزودن به نصب‌های نیروگاه

• افزودن به هزینه‌های عملیاتی

• تأثیر عمده بر انحراف ولتاژ سیستم

• کاهش عملکرد بار در ولتاژ پایین

• خطر خرابی عایق در ولتاژ بالا

• محدودیت انتقال قدرت

• حدهای پایداری حالت ماندگار و پویا

موازی و سری

شکل نشان‌دهنده دستگاه‌های جبرانی شونده مشترک امروزی، تأثیر آن‌ها بر مهم‌ترین پارامترهای انتقال و کاربردهای معمول است.

شکل: معادله قدرت فعال/زاویه انتقال نشان می‌دهد که کدام اجزای FACTS به طور انتخابی بر کدام پارامترهای انتقال تأثیر می‌گذارند.

سیستم‌های محافظت و کنترل

برای بهبود مدیریت قابلیت اطمینان، ماژول‌های خاصی توسعه یافته‌اند تا سیستم اتوماسیون SIMATIC TDC را تکمیل کنند. این ماژول‌ها سیگنال‌های تریگر را به مدارهای تایریستور منتقل می‌کنند و فضای کمتری نسبت به فناوری‌های قبلی می‌گیرند. 

طراحی پیوند انعطاف‌پذیر SIMATIC TDC امکان جایگزینی سیستم‌های موجود را به راحتی فراهم می‌کند. این یکپارچه‌سازی می‌تواند با تأخیر حداقلی انجام شود و اطمینان می‌دهد که مقادیر اندازه‌گیری شده از سیستم‌های قدیمی توسط سیستم کنترل جدید پردازش شوند. کارایی فضایی SIMATIC TDC همچنین امکان پیکربندی موازی با سیستم‌های موجود را فراهم می‌کند.

رابط انسان و ماشین. رابط بین اپراتور و کارخانه. (HMI = Human Machine Interface) سیستم بصری سیماتیک Win CC است که عملیات را ساده‌تر می‌کند و سفارشی‌سازی رابط‌های کاربری گرافیکی را برای نیازهای اپراتور تسهیل می‌کند.

سخت‌افزار برای کنترل و محافظت

سیمنس آخرین پیشرفت‌ها در کنترل و محافظت برای FACTS را ارائه می‌دهد - سیستم اتوماسیون SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) که آزموده شده است. SIMATIC TDC در سراسر جهان در تقریباً هر صنعتی استفاده می‌شود و در مهندسی تولید و فرآیند و همچنین در بسیاری از کاربردهای HVDC و FACTS ثابت کارایی کرده است. 

کارکنان عملیاتی و مهندسان برنامه‌ریزی فقط با یک پلتفرم سخت‌افزاری و نرم‌افزاری استاندارد و جهانی کار می‌کنند که به آن‌ها امکان می‌دهد وظایف پیچیده را به سرعت انجام دهند. یکی از مهم‌ترین ملاحظات در توسعه این سیستم اتوماسیون، اطمینان از بالاترین درجه قابلیت اطمینان FACTS بود - که این دلیلی است که تمام سیستم‌های کنترل و محافظت و همچنین پیوندهای ارتباطی به صورت مازاد (در صورت درخواست مشتری) پیکربندی شده‌اند.

فناوری جدید اندازه‌گیری و کنترل همچنین امکان استفاده از یک ضبط‌کننده خطای پرفورمانس با نرخ نمونه‌برداری ۲۵ کیلوهرتز را فراهم می‌کند. فناوری جدید اندازه‌گیری و کنترل دوره بین ضبط خطای و چاپ گزارش خطا را از چند دقیقه (قبلی) به ۱۰ ثانیه (اکنون) کاهش می‌دهد.

تبدیل‌کننده برای FACTS

LTT – تایریستورهای فعال‌شده با نور

تایریستورها اجزای غیرفعال را در سیستم‌های جبران قدرت واکنشی کنترل می‌کنند. سیستم فعال‌سازی مستقیم با نور سیمنس تایریستورها را با یک پالس نوری ۱۰ میکروثانیه‌ای با ۴۰ میلیوات فعال می‌کند. این دستگاه شامل محافظ از ولتاژ بالا است که آن را در صورتی که ولتاژ جابجایی فراتر از حدود مجاز باشد، خودکار محافظت می‌کند.

پالس نوری از کنترل مدار تا گیت تایریستور از طریق لیزر فیبر نوری حرکت می‌کند. سیستم‌های معمولی از تایریستورهای فعال‌شده به صورت الکتریکی استفاده می‌کنند که نیاز به پالس‌های چند واتی تولید شده توسط تجهیزات الکترونیکی نزدیک دارند. فعال‌سازی مستقیم با نور میزان اجزای الکتریکی در مدار تایریستور را ۸۰٪ کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان و سازگاری الکترومغناطیسی را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، فناوری تایریستور جدید اطمینان می‌دهد که اجزای الکترونیکی برای حداقل ۳۰ سال در دسترس باشند.

مدارهای تایریستور سیمنس از تایریستورهای ۴ اینچ یا ۵ اینچی ساخته شده‌اند، بسته به ظرفیت جریان/جریان اسمی مورد نیاز. فناوری تایریستور از اوایل دهه ۱۹۶۰ تحت توسعه مستمر بوده است. در حال حاضر، تایریستورها می‌توانند به طور ایمن و اقتصادی ولتاژ بلاکینگ تا ۸ کیلوولت و جریان اسمی تا ۴۲۰۰ آمپر را مدیریت کنند.