ระบบส่งผ่านไฟฟ้าสลับที่ยืดหยุ่นคืออะไร

ระบบส่งผ่านไฟฟ้าอ่อนแอ (Flexible AC Transmission Systems) คืออะไร?

คำนิยามของ FACTS

ระบบส่งผ่านไฟฟ้าอ่อนแอ (FACTS) ถูกกำหนดให้เป็นระบบที่ใช้อิเล็กทรอนิกส์เพื่อปรับปรุงการควบคุมและการส่งผ่านกำลังในเครือข่ายส่งผ่านไฟฟ้าแบบสลับ (AC)

• คุณสมบัติของ FACTS

• การควบคุมแรงดันอย่างรวดเร็ว

• การส่งผ่านกำลังมากขึ้นในสายส่งไฟฟ้า AC ระยะทางไกล

• การลดความสั่นสะเทือนของกำลังปฏิบัติงาน

• การควบคุมการไหลของโหลดในระบบที่เชื่อมโยงกัน

ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มความเสถียรและประสิทธิภาพของระบบส่งผ่านที่มีอยู่และในอนาคต โดยใช้ระบบส่งผ่านไฟฟ้าอ่อนแอ (FACTS) บริษัทไฟฟ้าสามารถใช้ประโยชน์จากเครือข่ายที่มีอยู่ได้ดียิ่งขึ้น เพิ่มความพร้อมใช้งานและความเชื่อถือได้ของสายส่ง และปรับปรุงความเสถียรของเครือข่ายทั้งในภาวะคงที่และเปลี่ยนแปลง ทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีคุณภาพการส่งเสริมที่ดีขึ้น

ผลกระทบของการไหลของกำลังซ้อนต่อแรงดันระบบไฟฟ้า

การชดเชยกำลังซ้อน

โหลดของผู้ใช้ต้องการกำลังซ้อนที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการสูญเสียในการส่งผ่านและกระทบต่อแรงดันในเครือข่าย ในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงแรงดันสูงหรือการขาดแคลนพลังงาน จำเป็นต้องทรงกลมกำลังซ้อน คอมโพเนนต์แบบพาสซีฟ เช่น รีแอคเตอร์หรือคาปาซิเตอร์ สามารถให้กำลังซ้อนแบบอินดักทีฟหรือแคปาซิทีฟ การชดเชยกำลังซ้อนอย่างรวดเร็วและแม่นยำโดยใช้คอมโพเนนต์ที่ควบคุมด้วยธัยริสเตอร์ สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งผ่านและการควบคุม แทนที่สวิตช์กลไกที่ช้ากว่า

ผลกระทบของการไหลของกำลังซ้อน

การไหลของกำลังซ้อนมีผลกระทบที่สำคัญดังนี้:

• เพิ่มการสูญเสียในระบบส่งผ่าน

• เพิ่มการติดตั้งในโรงไฟฟ้า

• เพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

• มีอิทธิพลต่อการเบี่ยงเบนแรงดันระบบ

• ทำให้ประสิทธิภาพของโหลดลดลงเมื่อแรงดันต่ำ

• ความเสี่ยงของการชำรุดของฉนวนเมื่อแรงดันสูงเกินไป

• จำกัดการส่งผ่านกำลัง

• ขีดจำกัดความเสถียรในภาวะคงที่และเปลี่ยนแปลง

ขนานและอนุกรม

ภาพแสดงอุปกรณ์ชดเชยขนานที่พบบ่อยที่สุดในปัจจุบัน อิทธิพลต่อพารามิเตอร์การส่งผ่านที่สำคัญ และการใช้งานที่เหมาะสม

ภาพ: สมการกำลังปฏิบัติงาน/มุมการส่งผ่านแสดงให้เห็นว่าคอมโพเนนต์ FACTS ใดมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์การส่งผ่านใด

ระบบป้องกันและควบคุม

เพื่อปรับปรุงการจัดการความเหลื่อมล้ำ มอดูลพิเศษถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเสริมระบบอัตโนมัติ SIMATIC TDC มอดูลเหล่านี้ส่งสัญญาณทริกเกอร์ไปยังวาล์วธัยริสเตอร์และใช้พื้นที่น้อยกว่าเทคโนโลยีเดิม

การออกแบบอินเทอร์เฟซที่ยืดหยุ่นของ SIMATIC TDC ทำให้สามารถแทนที่ระบบที่มีอยู่ได้ง่าย สามารถทำการรวมระบบใหม่ได้โดยมีความล่าช้าน้อย ทำให้ค่าที่วัดได้จากระบบเก่าถูกประมวลผลโดยระบบควบคุมใหม่ ความประหยัดพื้นที่ของ SIMATIC TDC ยังทำให้สามารถกำหนดค่าขนานกับระบบที่มีอยู่ได้

อินเทอร์เฟซระหว่างผู้ใช้และสถานี.(HMI = Human Machine Interface) เป็นระบบการสร้างภาพ SIMATIC Win CC ที่มาตรฐาน ทำให้การดำเนินงานง่ายขึ้นและอำนวยความสะดวกในการปรับแต่งอินเทอร์เฟซกราฟิกให้ตรงตามความต้องการของผู้ใช้

ฮาร์ดแวร์สำหรับการควบคุมและป้องกัน

Siemens นำเสนอเทคโนโลยีการควบคุมและป้องกันล่าสุดสำหรับ FACTS – ระบบอัตโนมัติ SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) ที่ผ่านการทดสอบแล้ว SIMATIC TDC ถูกใช้งานทั่วโลกในเกือบทุกอุตสาหกรรมและได้รับการพิสูจน์แล้วทั้งในกระบวนการผลิตและวิศวกรรมกระบวนการ รวมถึงการใช้งานในระบบ HVDC และ FACTS

เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานและวิศวกรวางแผนทำงานด้วยแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่มาตรฐานและทั่วไป ทำให้สามารถทำงานที่ต้องการได้เร็วขึ้น หนึ่งในความพิจารณาหลักในการพัฒนาระบบนี้คือการทำให้ FACTS มีความพร้อมใช้งานสูงสุด – นั่นคือเหตุผลที่ระบบควบคุมและป้องกันทั้งหมด รวมถึงการเชื่อมต่อสื่อสาร ถูกกำหนดค่าให้เป็นแบบทดแทน (หากลูกค้าขอ)

เทคโนโลยีเครื่องมือและระบบควบคุมใหม่ยังอนุญาตให้ใช้เครื่องบันทึกข้อผิดพลาดที่มีประสิทธิภาพสูง ทำงานที่อัตราการสุ่มตัวอย่าง 25 kHz เทคโนโลยีเครื่องมือและระบบควบคุมใหม่ลดระยะเวลาจากการบันทึกข้อผิดพลาดถึงการพิมพ์รายงานจากหลายนาที (ก่อนหน้านี้) เป็น 10 วินาที (ในปัจจุบัน)

คอนเวอร์เตอร์สำหรับ FACTS

LTT – Light Triggered Thyristors

ธัยริสเตอร์ควบคุมคอมโพเนนต์พาสซีฟในระบบชดเชยกำลังซ้อน Siemens’ ระบบการทริกเกอร์ด้วยแสงโดยตรงเปิดใช้งานธัยริสเตอร์ด้วยแสงพัลส์ 10 ไมโครวินาทีที่ 40 มิลลิวัตต์ อุปกรณ์นี้มีการป้องกันแรงดันเกิน ทำให้สามารถป้องกันตนเองเมื่อแรงดันขาเข้าเกินขีดจำกัด

 แสงพัลส์เดินทางผ่านไฟเบอร์ออปติกจากวาล์วควบคุมไปยังเกตธัยริสเตอร์ ระบบแบบดั้งเดิมใช้ธัยริสเตอร์ที่ทริกเกอร์ด้วยไฟฟ้า ต้องการพัลส์หลายวัตต์ที่สร้างโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใกล้เคียง การทริกเกอร์ด้วยแสงโดยตรงลดคอมโพเนนต์ไฟฟ้าในวาล์วธัยริสเตอร์ลง 80% ทำให้ความน่าเชื่อถือและความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าดีขึ้น นอกจากนี้เทคโนโลยีธัยริสเตอร์ใหม่ยังทำให้แน่ใจว่าคอมโพเนนต์อิเล็กทรอนิกส์มีความพร้อมใช้งานอย่างน้อย 30 ปี

วาล์วธัยริสเตอร์จาก Siemens ประกอบด้วยธัยริสเตอร์ขนาด 4 นิ้วหรือ 5 นิ้ว ขึ้นอยู่กับความจุกระแสไฟฟ้าที่ต้องการ ธัยริสเตอร์ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1960 ปัจจุบันธัยริสเตอร์สามารถจัดการแรงดันบล็อกได้สูงถึง 8 กิโลโวลต์ และกระแสไฟฟ้าที่กำหนดได้สูงถึง 4,200 แอมแปร์