Mi a rugalmas AC átviteli rendszerek?

Mi az rugalmas AC átviteli rendszerek?

FACTS definíció

A rugalmas AC átviteli rendszerek (FACTS) olyan rendszereket jelentenek, amelyek energiaelektronikai eszközöket használnak az AC átviteli hálózatok vezérlésének és energiatranszfertjük javítására.

• FACTS jellemzői

• Gyors feszültség szabályozás

• Növekedő energiaátvitel hosszú távolságú AC vonalon

• Aktív teljesítmény rezgések csillapítása

• Terhelés irányítása hálós rendszerekben

Ezzel jelentősen javítva a meglévő és jövőbeli átviteli rendszerek stabilitását és teljesítményét. A rugalmas AC átviteli rendszerek (FACTS) segítségével az energiaüzemek jobban kihasználhatják a meglévő hálózatokat, növelhetik vonalaik elérhetőségét és megbízhatóságát, valamint javíthatják a dinamikus és tranzient hálózati stabilitást, biztosítva így a szolgáltatás jobb minőségét.

A reaktív teljesítmény áramlásának hatása a rendszer feszültségére

Reaktív teljesítmény kompenzáció

A fogyasztói terhelések folyamatosan változó mennyiségű reaktív teljesítményt igényelnek, ami növeli az átviteli veszteségeket és befolyásolja a hálózat feszültségét. Az erős feszültség-fluktuációk vagy energiahiány megelőzése érdekében ezt a reaktív teljesítményt egyensúlyba kell hozni. Reaktorok vagy kondenzátorok használhatók induktív vagy kapacitív reaktív teljesítmény ellátására. Gyors és pontos reaktív teljesítmény kompenzáció thyristorral kapcsolt és -vezérelt alkotóelemekkel javíthatja az átviteli hatékonyságot és irányítását, lassabb mechanikus kapcsolók helyett.

A reaktív teljesítmény áramlásának hatásai

A reaktív teljesítmény áramlása a következő hatásokkal jár:

• Az átviteli rendszer veszteségeinek növekedése

• Hozzáadandó energiaerőmű telepítések

• Működési költségek növekedése

• Szignifikáns hatás a rendszer feszültség-eloszlására

• Terhelési teljesítmény romlása alacsony feszültség mellett

• Izoláció romlása túlfeszültség mellett

• Teljesítményátviteli korlátozás

• Állandó és dinamikus stabilitási korlátok

Párhuzamos és soros

A kép a ma leggyakrabban használt párhuzamos kompenzációs eszközöket mutatja, annak hatását a legfontosabb átviteli paraméterekre, valamint a tipikus alkalmazásokat.

A kép: Az aktív teljesítmény/átviteli szög egyenlet megmutatja, hogy mely FACTS alkotóelemek kiválasztottan befolyásolják mely átviteli paramétereket.

Védelmi és irányító rendszerek

A redundancia kezelés javítása érdekében speciális modulokat fejlesztettek ki a SIMATIC TDC automatizálási rendszer kiegészítésére. Ezek a modulok trigger jelket adnak a thyristorkapcsolóknak, és kevesebb helyet foglalnak el, mint a korábbi technológia. 

A SIMATIC TDC rugalmas interfész tervezése lehetővé teszi, hogy könnyen lecserélje a meglévő rendszereket. Ez az integráció minimális késéssel történhet, garantálva, hogy a régi rendszerekből származó mérési értékek a új irányító rendszer által legyenek feldolgozva. A SIMATIC TDC térközhatékonysága lehetővé teszi a párhuzamos konfigurációt a meglévő rendszerekkel.

Emberi gépi felület.Az operátor és a berendezés közötti felület. (HMI = Emberi Gépi Felület) standardizált.A SIMATIC Win CC vizualizációs rendszer tovább egyszerűsíti a működést, és megkönnyíti a grafikus felhasználói felületek adaptációját az operátor igényeihez.

Irányítási és védelmi hardver

A Siemens a FACTS-hez a legújabb irányítási és védelmi technológiát kínálja – a bebizonyított SIMATIC TDC (Technológia és Hajtómű Szabályozás) automatizálási rendszert. A SIMATIC TDC világszerte, majdnem minden iparágban használják, és bebizonyította magát termelési és folyamatmérnöki alkalmazásokban, valamint sok HVDC és FACTS projektekben is. 

Az üzemeltető személyzet és a projekttervezők kizárólag standardizált, univerzális hardver és szoftver platformon dolgoznak, ami lehetővé teszi, hogy gyorsabban végezzék a kihívó feladatokat. Ezen automatizálási rendszer fejlesztésekor a legfőbb figyelemre méltó szempont volt a FACTS lehető legmagasabb rendelkezésre állásának biztosítása – ezért minden irányítási és védelmi rendszer, valamint a kommunikációs kapcsolatok is redundánsan vannak konfigurálva (ha a vevő azt kéri).

Az új mérő- és irányítótechnológia lehetővé teszi a 25 kHz mintavételi sebességgel működő, nagy teljesítményű hibarekordert használatát. Az új mérő- és irányítótechnológia csökkenti a hiba rögzítésétől a hibajelentés nyomtatásáig tartó időt több percről (korábban) 10 másodpercre (most).

Átalakító a FACTS-hez

LTT – Fényindított Thyristorok

A thyristorok passzív komponenseket irányítanak a reaktív teljesítmény kompenzációs rendszerekben. A Siemens direkt fényindító rendszere 10 mikroszekundumos, 40 milliwatt-os fényimpulzussal aktiválja a thyristorokat. Ez a berendezés tartalmaz túlfeszültség védelmet, ami önmagában véd a korlátokon túli előre irányított feszültség mellett.

A fényimpulzus optikai vezetéken halad a kapcsolóvezérlőtől a thyristor kapcsolójáig. A hagyományos rendszerek elektronikusan indított thyristorokat használnak, amelyek több wattos impulzust igényelnek a közeli elektronikai berendezések által generált. A direkt fényindítás 80%-kal csökkenti a thyristor kapcsolóban lévő elektromos komponensek számát, javítva a megbízhatóságot és az elektromágneses kompatibilitást. Emellett az új thyristor technológia biztosítja az elektronikai komponensek hosszú távú elérhetőségét legalább 30 évig.

A Siemens thyristor kapcsolói 4 vagy 5 hüvelykes thyristorokból vannak összeállítva, attól függően, hogy milyen feszültség- és áramerősség-ellátási kapacitást igényelnek. A thyristor technológia folyamatos fejlődésben van 1960-as évek elejétől. Jelenleg a thyristorok biztonságosan és gazdaságosan kezelhetik akár 8 kilovolt blokkoló feszültséget és akár 4200 amperes áramerősséget.