Mis on staatiline varikompenseerija (SVC)? Skeem ja toimimine PF parandamisel

Mis on statiline varikompensator (SVC)?

Statiline varikompensator (SVC), mida tavaliselt nimetatakse ka statilise reaktiivse kompensatsiooniseadmega, on oluline seade elektrivõrgu võimsuse tegurit parandamiseks. See on tüüpiline statiline reaktiivse võimsuse kompensatsiooniseade, mis sisestab või absorbib reaktiivset võimsust, et säilitada optimaalsed pingetasemed ja tagada võrgu stabiilne töö.

SVC on osa paindlikust vahetuvvoolu edastussüsteemist (FACTS) ja koosneb kondensaatoride ja reaktorite pangast, mille juhib elektronika nagu triistrid või eraldatud porttiga bipolaarsed tranzistorid (IGBT). Need elektronikaseadmed võimaldavad kondensaatorite ja reaktorite kiiret lülitamist, et sisestada või absorbida vajalikku reaktiivset võimsust. SVC juhtimissüsteem jälgib pidevalt süsteemi pinge- ja voolusid, reguleerides seadme reaktiivse võimsuse väljundit reaalajas, et vastata lünketele.

SVC-d kasutatakse peamiselt reaktiivse võimsuse muutuste lahendamiseks, mis tekivad sagedaste laadimisnõudluste või katkevalt toodetava energia (nt tuule- või päikeseenergia) tõttu. Dinamiiliselt sisestades või absorbides reaktiivset võimsust stabiliseerivad nad pinget ja võimsuse tegurit ühenduspunktis, tagades usaldusväärse energia tarbimise ja vähendades probleeme nagu pingelangused või -tõusud.

SVC ehitus

Statiline varikompensator (SVC) koosneb tavaliselt olulistest komponentidest, sealhulgas triistrijuhitud reaktorist (TCR), triistri-lülitatud kondensaatorist (TSC), filteritest, juhtimissüsteemist ja abilahendustest, mida selgitatakse allpool:

Triistrijuhitud reaktor (TCR)

TCR on induktor, mis on paralleelselt ühendatud energiavahetuse joonega, millel reguleeritakse triistride abil induktiivset reaktiivset võimsust. See võimaldab reaktiivse võimsuse absorptsiooni järsktaolise reguleerimise, muutes triistrite löökimiskulma.

Triistri-lülitatud kondensaator (TSC)

TSC on kondensaatoripank, mis on paralleelselt ühendatud võrguga, millel reguleeritakse triistride abil kapatsiitivset reaktiivset võimsust. See pakub diskreetset reaktiivse võimsuse sisestamist sammudega, mis on ideaalne püsiva laadimisnõudluse kompenseerimiseks.

Filtrid ja reaktorid

Need komponendid vähendavad harmonikaid, mida tekitab SVC elektronika, tagades vastavuse energia kvaliteedi standarditele. Harmonikafiltrid suunatakse tavaliselt domineerivatele sageduskomponentidele (nt 5. ja 7. harmonikale), et vältida võrgu kontamineerimist.

Juhtimissüsteem

SVC juhtimissüsteem jälgib reaalajas võrgu pinge- ja voolusid, reguleerides TCR- ja TSC-tööd, et säilitada eesmärgilised pingetasemed ja võimsuse tegur. Sellel on mikroprotsessoripõhine juhtimisseade, mis töötleb sensoriandmeid ja saatke triistritele löökimissignale, võimaldades millisekundite tasemel reaktiivse võimsuse kompensatsiooni.

Abilahendused

Sisaldab transforimate, mis sobivad pingega, kaitserelle, mis isoleerivad vigade, külmussüsteeme, mis soojendavad elektronikat, ja järelevalveinstrumente, mis tagavad usaldusväärse töö.

Statilise varikompensatori töötamise printsiip

SVC reguleerib pinge- ja reaktiivset võimsust elektrivõrkudes, kasutades elektronikat, toimides dinamiililise reaktiivse võimsuse allikana. Siin on, kuidas see töötab:

• Reaktiivse võimsuse haldus
  SVC kombinib TCR (induktiivset) ja TSC (kapatsiitivset) paralleelselt võrguga. TCR saab absorbida reaktiivset võimsust, muutes triistrite löökimiskulma, samas kui TSC sisestab reaktiivset võimsust diskreetsete sammudega. See kombinatsioon võimaldab kahte suunda reaktiivse võimsuse kontrolli:

• Pingelangetus: Kui võrgu pinge langab, sisestab SVC kapatsiitivset reaktiivset võimsust TSC kaudu, et tõsta pinget.

• Pingekasv: Kui pinge ületab seatud väärtust, absorbib SVC reaktiivset võimsust TCR kaudu, et alandada pinget.

• Pidev jälgimine ja reguleerimine
  Sensorid mõõdavad reaalajas pinget ja voolu, andes andmeid juhtimissüsteemile. Juhtimisseade arvutab vajaliku reaktiivse võimsuse ja reguleerib triistrite löökimiskulmi, et säilitada pinge stabiilsust ±2% nimekirja väärtusest.

• Harmonikate vähendamine
  TCR lülitamise tegevus tekitab harmonikaid, mida filtreeritakse passiivsete LC-filterite (nt 5. ja 7. harmonika filterite) abil, et tagada võrgu vastavus.

SVC eelised

• Parandatud energiavahetus: Suurendab joonte võimet kuni 30% reaktiivse võimsuse kompensatsiooni kaudu.

• Ajutine stabiilsus: Vähendab pingelünke vigade või laadimisnõudluste muutuste ajal, parandades süsteemi vastupidavust.

• Pinge kontroll: Haldab püsiva ja ajutise ülepinge, ideaalne taastuvenergia integreerimiseks.

• Vähendatud kaotused: Parandab võimsuse tegurit (tavaliselt >0,95), vähendades vastupanuli kaotusi 10–15%.

• Madal hooldus: Soliidse konstruktsiooniga liikuvaid osi, vähendades operatsioonikulusid.

• Energia kvaliteedi parandamine: Vähendab pingelanguseid/tõususid ja harmoonilisi distorsioone.

SVC rakendused

• Kõrgepingeline edastussüsteem: Stabiliseerib pinget EHV/UHV joontes (380 kV–1000 kV) ja kompenseerib pikka joone kapatsiitivset laengut.

• Tööstusettevõtted: Parandab võimsuse tegurit rasketes induktiivsetes laadides (nt terasmetalltehased, miinimüürikud) selleks, et vähendada energiakulusid.

• Taastuvenergia integreerimine: Vähendab tuuleturbinate või päikeseparkide põhjustatud pingelünke.

• Linnalised jaotussüsteemid: Parandab pingestabiilsust tihealt asustatud piirkondades, kus on lünked laadimisnõudlustes.

• Raudteesüsteemid: Kompenseerib reaktiivsete võimsuse muutusi elektriliste raudteede võrkudes.