Šta su fleksibilni sistemi prenosa naizmenične struje

Šta su fleksibilni sistemi prenosa struje na izmeničnu mrežu?

Definicija FACTS

Fleksibilni sistemi prenosa struje na izmeničnu mrežu (FACTS) definisani su kao sistemi koji koriste elektronsku tehnologiju za poboljšanje kontrole i prenosa snage u izmeničnim mrežama prenosa.

• Osnovne karakteristike FACTS-a

• Brza regulacija napona

• Povećana prenosna snaga duž dugačkih izmeničnih linija

• Prigušenje oscilacija aktivne snage

• Kontrola protoka snage u povezanim sistemima

Tako se značajno poboljšava stabilnost i performanse postojećih i budućih sistema prenosa. Sa fleksibilnim sistemima prenosa struje na izmeničnu mrežu (FACTS), električne kompanije mogu bolje iskoristiti postojeće mreže, povećati dostupnost i pouzdanost svojih linija, i poboljšati dinamičku i privremenu stabilnost mreže, osiguravajući bolju kvalitetu opskrbe.

Uticaj reaktivnog protoka snage na napon sistema

Kompenzacija reaktivne snage

Potrošači potrebnog reaktivne snage koja se neprekidno menja, povećavaju gubitke pri prenosu i utiču na napon u mreži. Da bi se sprečile velike fluktuacije napona ili padovi snage, ova reaktivna snaga mora biti uravnotežena. Pasivne komponente, kao što su reaktori ili kondenzatori, mogu pružati induktivnu ili kapacitivnu reaktivnu snagu. Brza i precizna kompenzacija reaktivne snage, koristeći tijistor-switched i tijistor-controlled komponente, može poboljšati efikasnost prenosa i kontrolu, zamjenjujući sporije mehaničke prekidače.

Efekti reaktivnog protoka snage

Reaktivni protok snage ima sledeće efekte:

• Povećanje gubitaka sistema prenosa

• Dodavanje postrojenja u elektranama

• Povećanje operativnih troškova

• Veliki uticaj na odstupanje napona sistema

• Degradacija performansi opterećenja pod niskim naponom

• Rizik od propada izolacije pri visokom naponu

• Ograničenje prenosa snage

• Granične vrednosti stabilnosti u stanju ravnoteže i dinamičke stabilnosti

Paralelni i serijalni

Slika pokazuje najčešće korišćene uređaje za paralelnu kompenzaciju danas, njihov uticaj na najvažnije parametre prenosa i tipične primene.

Slika: Jednačina aktivne snage/ugla prenosa ilustruje kako selektivno FACTS komponente utiču na parametre prenosa.

Sistemi zaštite i kontrole

Da bi se poboljšala upravljanja redundantnom, razvijeni su posebni moduli za dopunjavanje automatskog sistema SIMATIC TDC. Ovi moduli emituju signale za paljenje tijistor-valve i zauzimaju manje prostora nego prethodna tehnologija. 

Fleksibilan dizajn interfejsa SIMATIC TDC dozvoljava lako zamenjivanje postojećih sistema. Ova integracija može biti obavljena sa minimalnim kašnjenjem, obezbeđujući da se merene vrednosti starih sistema obrađuju novim kontrolnim sistemom. Efikasnost prostora SIMATIC TDC takođe omogućava paralelnu konfiguraciju sa postojećim sistemima.

Ljudski mašinski interfejs.Interfejs između operatera i instalacije.(HMI = Human Machine Interface) je standardizovan.SIMATIC Win CC vizualni sistem, koji dodatno pojednostavljuje rad i olakšava prilagođavanje grafičkih korisničkih interfejsa potrebama operatera.

Hardver za kontrolu i zaštitu

Siemens nudi najnoviju kontrolu i zaštitu za FACTS – isprobani automatizovani sistem SIMATIC TDC (Technology and Drive Control). SIMATIC TDC se širom sveta koristi skoro u svakoj industriji i dokazao se u proizvodnji i procesnom inženjerstvu, kao i u mnogim HVDC i FACTS aplikacijama. 

Operativni osoblje i inženjeri za planiranje projekata rade isključivo na standardizovanoj, univerzalnoj hardverskoj i softverskoj platformi, omogućavajući im da brže obavljaju zahtevne zadatke. Jedna od glavnih posmatrača u razvoju ovog automatizovanog sistema bila je osiguranje najviše stepeni dostupnosti FACTS-a – zbog čega su svi sistemi kontrole i zaštite, kao i komunikacioni linkovi, konfigurisani redundantno (ako to zahteva klijent).

Nova tehnologija instrumentacije i kontrole takođe dozvoljava korišćenje visoko performantnog registra grešaka koji radi sa frekvencijom uzorkovanja od 25 kHz. Nova tehnologija instrumentacije i kontrole smanjuje period između snimanja greške i štampe izveštaja o grešci sa nekoliko minuta (prethodno) na 10 sekundi (sada).

Konverter za FACTS

LTT – Tijistori sa direktnim svetlosnim paljenjem

Tijistori kontroliraju pasivne komponente u sistemima kompenzacije reaktivne snage. Direktni svetlosni sistem paljenja Siemensa aktivira tijistor sa svetlosnim impulsum od 10 mikrosekundi na 40 milivata. Ovaj uređaj uključuje zaštitu od previsokog napona, čineći ga samozashtićujućim ako prelazi granice napona.

Svetlosni impuls putuje kroz optičke vlakne od kontrole valve do vrata tijistora. Konvencionalni sistemi koriste električki paljene tijistori, zahtevajući impulse od nekoliko vat generisane od strane bliskog elektronskog opreme. Direktno svetlosno paljenje smanjuje broj električnih komponenti u tijistor-valvu za 80%, poboljšavajući pouzdanost i elektromagnetnu kompatibilnost. Takođe, nova tijistor tehnologija osigurava dugoročnu dostupnost elektronskih komponenti bar 30 godina.

Tijistor-valve od Siemensa su asamblirane od 4-inch ili 5-inch tijistora, u zavisnosti od potrebnog nosivog kapaciteta/rated struje. Tijistor tehnologija je pod stalnim razvojem od ranih 1960-ih. Trenutno, tijistori mogu sigurno i ekonomično obraditi blokirane napone do 8-kilovolata i rated struje do 4,200 ampera.