Was ist ein statischer Blindleistungskompensator (SVC)? Schaltung & Funktion in der Leistungsfaktorkorrektur
Was ist ein statischer Blindleistungskompensator (SVC)?
Ein statischer Blindleistungskompensator (SVC), auch bekannt als statischer reaktiver Kompensator, ist ein wichtiges Gerät zur Verbesserung des Leistungsfaktors in elektrischen Energieversorgungssystemen. Als eine Art statische Blindleistungskompensationseinrichtung speist er Blindleistung ein oder absorbiert sie, um optimale Spannungsniveaus aufrechtzuerhalten und eine stabile Netzoperation zu gewährleisten.
Als wesentlicher Bestandteil des flexiblen Wechselstrom-Übertragungssystems (FACTS) besteht ein SVC aus einer Bank von Kondensatoren und Reaktoren, die durch Leistungselektronik wie Thyristoren oder Isolierte-Gate-Bipolartransistoren (IGBTs) gesteuert werden. Diese Elektronik ermöglicht das schnelle Schalten von Kondensatoren und Reaktoren, um Blindleistung einzuspeisen oder zu absorbieren, wie erforderlich. Das Steuersystem des SVC überwacht ständig die Systemspannung und -stromstärke und passt die Blindleistungsausgabe des Geräts in Echtzeit an, um Schwankungen auszugleichen.
SVCs adressieren hauptsächlich Blindleistungsschwankungen, die durch fluktuierende Lastanforderungen oder intermittierende Erzeugung (z. B. Wind- oder Solarenergie) verursacht werden. Durch dynamisches Einspeisen oder Absorbieren von Blindleistung stabilisieren sie die Spannung und den Leistungsfaktor am Anschlusspunkt, gewährleisten eine zuverlässige Energieversorgung und mildern Probleme wie Spannungsabfälle oder -anstiege ab.
Aufbau des SVC
Ein statischer Blindleistungskompensator (SVC) besteht typischerweise aus wichtigen Komponenten, darunter einem thyristor-gesteuerten Reaktor (TCR), einem thyristor-gesteuerten Kondensator (TSC), Filtern, einem Steuerungssystem und Hilfsgeräten, wie unten detailliert beschrieben:
Thyristor-gesteuerter Reaktor (TCR)
Der TCR ist ein Induktor, der parallel zur Stromübertragungsleitung angeschlossen ist und durch Thyristorbauelemente gesteuert wird, um induktive Blindleistung zu kontrollieren. Er ermöglicht eine kontinuierliche Anpassung der Blindleistungsaufnahme, indem der Feuerwinkel der Thyristoren variiert wird.
Thyristor-gesteuerter Kondensator (TSC)
Der TSC ist eine Kondensatorbank, die ebenfalls parallel zum Netz angeschlossen ist und durch Thyristoren gesteuert wird, um kapazitive Blindleistung zu regeln. Er bietet diskrete Blindleistungsinjektionen in Stufen, was ideal für die Kompensation von stationären Lastanforderungen ist.
Filter und Reaktoren
Diese Komponenten reduzieren Harmonische, die durch die Leistungselektronik des SVC erzeugt werden, und sorgen dafür, dass die Qualitätsstandards eingehalten werden. Harmonische Filter zielen typischerweise auf dominante Frequenzkomponenten (z. B. 5. und 7. Harmonische) ab, um eine Verunreinigung des Netzes zu verhindern.
Steuersystem
Das Steuersystem des SVC überwacht die Netzspannung und -stromstärke in Echtzeit und passt die TCR- und TSC-Operationen an, um die Zielspannung und den Leistungsfaktor aufrechtzuerhalten. Es verfügt über einen mikroprozessorgesteuerten Controller, der Sensordaten verarbeitet und Feuerzeitsignale an die Thyristoren sendet, wodurch eine millisekundenpräzise Blindleistungskompensation ermöglicht wird.
Hilfskomponenten
Einschließlich Transformatoren zur Spannungsanpassung, Schutzrelais zur Fehlersicherung, Kühlungssystemen für Leistungselektronik und Überwachungsinstrumenten, um eine zuverlässige Betriebsführung sicherzustellen.
Funktionsprinzip des statischen Blindleistungskompensators
Ein SVC regelt die Spannung und die Blindleistung in Energieversorgungssystemen mit Hilfe von Leistungselektronik und arbeitet als dynamische Blindleistungquelle. So funktioniert es:
Vorteile des SVC
Anwendungen des SVC
