چه چیزی سیستم‌های انتقال متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) هستند

چه چیزی سیستم‌های انتقال جریان متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) هستند؟

تعریف FACTS

سیستم‌های انتقال جریان متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که از الکترونیک قدرت برای بهبود کنترل و انتقال توان در شبکه‌های انتقال جریان متناوب استفاده می‌کنند.

• ویژگی‌های FACTS

• تنظیم سریع ولتاژ

• افزایش انتقال توان در خطوط جریان متناوب طولانی

• دامپینگ نوسانات توان 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 جریان 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، بدین ترتیب کیفیت تأمین برق را ارتقا می‌بخشند.

تأثیر جریان توان واکنشی بر ولتاژ سیستم برق

تعادل توان واکنشی

بارهای مصرف‌کننده نیاز به توان واکنشی دارند که به طور مداوم متغیر است، این امر باعث افزایش ضرر انتقال و تأثیر بر ولتاژ در شبکه می‌شود. برای جلوگیری از نوسانات ولتاژ بالا یا خرابی توان، این توان واکنشی باید تعادل یابد. مولفه‌های غیرفعال مانند راکتورها یا خازنهای خازن می‌توانند توان واکنشی القایی یا ظرفیتی تأمین کنند. تعادل توان واکنشی سریع و دقیق با استفاده از مولفه‌های کنترل‌شده و کنترل‌ناپذیر تایریستور می‌تواند بهبود انتقال و کنترل را ایجاد کند و جایگزین مکانیسم‌های مکانیکی کندتر شود.

اثرات جریان توان واکنشی

جریان توان واکنشی اثرات زیر را دارد:

• افزایش ضرر سیستم‌های انتقال

• افزودن به نصب‌های نیروگاه

• افزودن به هزینه‌های عملیاتی

• تأثیر عمده بر انحراف ولتاژ سیستم

• تضعیف عملکرد بار در حالت ولتاژ پایین

• خطر خرابی عایق در حالت ولتاژ بالا

• محدودیت انتقال توان

• محدودیت‌های پایداری حالت ماندگار و پویا

موازی و سری

شکل نشان‌دهنده دستگاه‌های جبران‌ساز موازی رایج امروزی، تأثیر آن‌ها بر مهم‌ترین پارامترهای انتقال و کاربردهای معمول آن‌ها است.

شکل: معادله توان فعال/زاویه انتقال نشان می‌دهد کدام مولفه‌های FACTS به طور انتخابی بر کدام پارامترهای انتقال تأثیر می‌گذارند.

سیستم‌های محافظت و کنترل

برای بهبود مدیریت زائد، ماژول‌های خاصی توسعه داده شده‌اند تا سیستم اتوماسیون SIMATIC TDC را تکمیل کنند. این ماژول‌ها سیگنال‌های تحریک را به دریچه‌های تایریستور منتقل می‌کنند و فضای کمتری نسبت به فناوری‌های قبلی مصرف می‌کنند. 

طراحی پیوند انعطاف‌پذیر SIMATIC TDC امکان جایگزینی سیستم‌های موجود را با آسانی فراهم می‌کند. این یکپارچه‌سازی می‌تواند با حداقل اختلال انجام شود، به این ترتیب مقادیر اندازه‌گیری شده از سیستم‌های قدیمی توسط سیستم کنترل جدید پردازش می‌شوند. کارایی فضایی SIMATIC TDC همچنین امکان پیکربندی موازی با سیستم‌های موجود را فراهم می‌کند.

رابط انسان-ماشین. رابط بین اپراتور و کارخانه. (HMI = رابط انسان-ماشین) استانداردسازی شده است. سیستم تصویرسازی SIMATIC Win CC، عملیات را ساده‌تر می‌کند و امکان تنظیم رابط‌های گرافیکی کاربر را بر اساس نیازهای اپراتور فراهم می‌کند.

سخت‌افزار برای کنترل و محافظت

سیمنز آخرین فناوری‌های کنترل و محافظت برای FACTS را ارائه می‌دهد - سیستم اتوماسیون SIMATIC TDC (کنترل تکنولوژی و محرك) که امتحان شده و مورد تائید قرار گرفته است. SIMATIC TDC در سراسر جهان در تقریباً هر صنعتی استفاده می‌شود و در مهندسی تولید و فرآیندی همچنین در بسیاری از کاربردهای HVDC و FACTS اثبات شده است. 

شخصnel 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 سرعت‌تری انجام دهند. یکی از نکات اصلی در توسعه این سیستم اتوماسیون، اطمینان از بالاترین درجه دسترس‌پذیری FACTS بود - بنابراین تمام سیستم‌های کنترل و محافظت و همچنین پیوندهای ارتباطی به صورت زائد (در صورت درخواست مشتری) پیکربندی شده‌اند.

فناوری جدید اندازه‌گیری و کنترل همچنین امکان استفاده از یک ضبط‌کننده خطای با عملکرد بالا با نرخ نمونه‌برداری ۲۵ kHz را فراهم می‌کند. فناوری جدید اندازه‌گیری و کنترل زمان بین ضبط خطا و چاپ گزارش خطا را از چند دقیقه (قبلاً) به ۱۰ ثانیه (حالا) کاهش می‌دهد.

کنورتر برای FACTS

LTT – تایریستورهای با فعال‌سازی نوری

تایریستورها مولفه‌های غیرفعال را در سیستم‌های جبران‌سازی توان واکنشی کنترل می‌کنند. سیستم فعال‌سازی مستقیم نوری سیمنز تایریستورها را با پالس نوری ۱۰ میکروثانیه‌ای با ۴۰ میلیوات فعال می‌کند. این دستگاه شامل محافظی برای ولتاژ بیش از حد است، که آن را در صورتی که ولتاژ جلویی بیش از حد شود، خود محافظت می‌کند.

پالس نوری از کنترل دریچه از طریق فیبر نوری به گیت تایریستور منتقل می‌شود. سیستم‌های معمولی از تایریستورهای فعال‌سازی‌شده الکتریکی استفاده می‌کنند که نیاز به پالس‌های چند واتی تولید شده توسط تجهیزات الکترونیکی نزدیک دارند. فعال‌سازی مستقیم نوری میزان مولفه‌های الکتریکی در دریچه تایریستور را ۸۰٪ کاهش می‌دهد، که منجر به بهبود قابلیت اطمینان و سازگاری الکترومغناطیسی می‌شود. علاوه بر این، فناوری تایریستور جدید اطمینان از دسترس‌پذیری بلندمدت مولفه‌های الکترونیکی برای حداقل ۳۰ سال را فراهم می‌کند.

دریچه‌های تایریستور سیمنز از تایریستورهای ۴ اینچ یا ۵ اینچی درست می‌شوند، بسته به ظرفیت جریان مورد نیاز. فناوری تایریستور از اوایل دهه ۱۹۶۰ تحت توسعه 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.