Ano ang Static VAR Compensator (SVC)? Sirkwito at Paggana sa Korreksyon ng PF

Ano ang Static VAR Compensator (SVC)?

Ang Static VAR Compensator (SVC), na kilala rin bilang Static Reactive Compensator, ay isang mahalagang aparato para sa pagtaas ng power factor sa mga elektrikal na sistema ng kapangyarihan. Bilang isang uri ng static reactive power compensation equipment, ito ay nag-inject o nagsasapit ng reactive power upang panatilihin ang optimal na lebel ng volt, tiyak na may matatag na operasyon ng grid.

Isa itong mahalagang bahagi ng Flexible AC Transmission System (FACTS), at binubuo ng isang bangko ng capacitors at reactors na pinamamahalaan ng power electronics tulad ng thyristors o Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Ang mga electronics na ito ay nagbibigay-daan sa mabilis na switching ng capacitors at reactors upang mag-inject o magsapit ng reactive power kung kinakailangan. Ang control system ng SVC ay patuloy na nangomonito ang voltage at current ng sistema, at nagsasama-samang ayusin ang output ng reactive power ng aparato sa real time upang labanan ang mga pagbabago.

Ang SVCs ay pangunahing tumutugon sa mga pagbabago ng reactive power dahil sa pagbabago ng load demand o intermittent generation (halimbawa, hangin o solar power). Sa pamamagitan ng dynamic injection o sapit ng reactive power, sila ay nagpapatibay ng voltage at power factor sa punto ng koneksyon, tiyak na may maasahan na delivery ng kapangyarihan at nagpipigil ng mga isyu tulad ng voltage sags o swells.

Konstruksyon ng SVC

Ang Static VAR Compensator (SVC) ay karaniwang binubuo ng mga pangunahing komponente kasama ang Thyristor-Controlled Reactor (TCR), Thyristor-Switched Capacitor (TSC), filters, control system, at auxiliary devices, tulad ng detalyado sa ibaba:

Thyristor-Controlled Reactor (TCR)

Ang TCR ay isang inductor na nakakonekta sa parallel sa power transmission line, na pinamamahalaan ng mga thyristor device upang kontrolin ang inductive reactive power. Ito ay nagbibigay-daan sa continuous adjustment ng sapit ng reactive power sa pamamagitan ng pagbabago ng firing angle ng thyristor.

Thyristor-Switched Capacitor (TSC)

Ang TSC ay isang capacitor bank na nakakonekta din sa parallel sa grid, na pinamamahalaan ng thyristors upang kontrolin ang capacitive reactive power. Ito ay nagbibigay ng discrete reactive power injection sa mga hakbang, ideyal para sa pag-compensate ng steady-state load demands.

Filters at Reactors

Ang mga komponenteng ito ay naglilimita ng harmonics na ginagawa ng power electronics ng SVC, tiyak na sumasang-ayon sa mga standard ng power quality. Karaniwan, ang harmonic filters ay naka-target sa dominant frequency components (halimbawa, 5th, 7th harmonics) upang maprevent ang kontaminasyon ng grid.

Control System

Ang control system ng SVC ay nangomonito ang grid voltage at current sa real time, at nag-aadjust ng operasyon ng TCR at TSC upang panatilihin ang target voltage at power factor. Ito ay may microprocessor-based controller na nagproseso ng data mula sa mga sensor at nagpadala ng firing signals sa thyristors, nagbibigay-daan sa millisecond-level reactive power compensation.

Auxiliary Components

Kasama dito ang mga transformers para sa voltage matching, protective relays para sa fault isolation, cooling systems para sa power electronics, at monitoring instruments upang siguruhin ang maasahang operasyon.

Pangunahing Patakaran ng Static VAR Compensator

Ang SVC ay nagregulate ng voltage at reactive power sa mga sistema ng kapangyarihan gamit ang power electronics, na gumagana bilang isang dynamic reactive power source. Narito kung paano ito gumagana:

• Pamamahala ng Reactive Power
  Ang SVC ay naglalabas ng combination ng TCR (inductive) at TSC (capacitive) sa parallel sa grid. Ang TCR ay maaaring magsapit ng reactive power sa pamamagitan ng pag-adjust ng thyristor firing angles, habang ang TSC ay nag-inject ng reactive power sa discrete steps. Ang combination na ito ay nagbibigay-daan sa bidirectional reactive power control:

• Voltage Sag: Kapag bumaba ang grid voltage, ang SVC ay nag-inject ng capacitive reactive power sa pamamagitan ng TSC upang itaas ang voltage.

• Voltage Surge: Kapag lumampas ang voltage sa setpoint, ang SVC ay magsasapit ng reactive power sa pamamagitan ng TCR upang bawasan ang voltage.

• Patuloy na Monitoring at Adjustment
  Ang mga sensor ay nagsukat ng real-time voltage at current, nagbibigay ng data sa control system. Ang controller ay kumukalkula ng kinakailangang reactive power at nag-aadjust ng thyristor firing angles upang panatilihin ang voltage stability sa loob ng ±2% ng nominal value.

• Harmonic Mitigation
  Ang switching action ng TCR ay naggagawa ng harmonics, na sinisilip ng passive LC filters (halimbawa, 5th, 7th harmonic filters) upang siguruhin ang compliance ng grid.

Mga Advantages ng SVC

• Enhanced Power Transmission: Nagtataas ng capacity ng linya ng hanggang 30% sa pamamagitan ng reactive power compensation.

• Transient Stability: Nagsasalamat sa mga voltage fluctuations sa panahon ng faults o pagbabago ng load, nagpapabuti ng resilience ng sistema.

• Voltage Control: Nagsasapilit ng steady-state at temporary overvoltages, ideyal para sa integration ng renewable energy.

• Reduced Losses: Nagpapabuti ng power factor (karaniwang >0.95), nagbawas ng resistive losses ng 10–15%.

• Low Maintenance: Solid-state design na walang moving parts, nagbawas ng operational costs.

• Power Quality Improvement: Nagsasalamat sa voltage sags/swells at harmonic distortion.

Mga Application ng SVC

• High-Voltage Transmission Grids: Nagpapatibay ng voltage sa EHV/UHV lines (380 kV–1,000 kV) at nag-compensate para sa long-line capacitive charging.

• Industrial Plants: Nagsasapilit ng power factor sa heavy inductive loads (halimbawa, steel mills, mining equipment) upang bawasan ang utility costs.

• Renewable Energy Integration: Nagsasalamat sa mga voltage fluctuations mula sa wind farms o solar parks.

• Urban Distribution Networks: Nagpapatibay ng voltage stability sa mga lugar na may mataas na populasyon at fluctuating loads.

• Railway Systems: Nag-compensate para sa reactive power variations sa electrified rail networks.