Apakah Static VAR Compensator (SVC)? Litar & Operasi dalam Pembetulan PF

Apakah Static VAR Compensator (SVC)?

Static VAR Compensator (SVC), juga dikenali sebagai Static Reactive Compensator, adalah peranti penting untuk meningkatkan faktor kuasa dalam sistem kuasa elektrik. Sebagai jenis peralatan kompensasi kuasa reaktif statik, ia menyuntik atau menyerap kuasa reaktif untuk mengekalkan tahap voltan yang optimum, memastikan operasi grid stabil.

Sebahagian integral daripada Flexible AC Transmission System (FACTS), SVC terdiri daripada bank kapasitor dan reaktor yang dikawal oleh elektronik kuasa seperti thyristor atau Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Elektronik ini membolehkan pemindahan cepat kapasitor dan reaktor untuk menyuntik atau menyerap kuasa reaktif mengikut keperluan. Sistem kawalan SVC sentiasa memantau voltan dan arus sistem, menyesuaikan output kuasa reaktif peranti tersebut secara sebenar masa untuk menentang fluktuasi.

SVCs utamanya menangani variasi kuasa reaktif disebabkan oleh permintaan beban yang berfluktuasi atau penjanaan intermiten (contohnya, tenaga angin atau suria). Dengan menyuntik atau menyerap kuasa reaktif secara dinamik, mereka menstabilkan voltan dan faktor kuasa pada titik sambungan, memastikan penghantaran kuasa yang boleh dipercayai dan mengurangkan masalah seperti penurunan atau kenaikan voltan.

Pembinaan SVC

Static VAR Compensator (SVC) biasanya terdiri daripada komponen-komponen utama termasuk Thyristor-Controlled Reactor (TCR), Thyristor-Switched Capacitor (TSC), penapis, sistem kawalan, dan peranti pembantu, seperti yang diterangkan di bawah:

Thyristor-Controlled Reactor (TCR)

TCR adalah induktor yang disambungkan selari dengan garis penghantaran kuasa, dikawal oleh peranti thyristor untuk mengawal kuasa reaktif induktif. Ia membolehkan penyesuaian berterusan penyerapan kuasa reaktif dengan merubah sudut penembakan thyristor.

Thyristor-Switched Capacitor (TSC)

TSC adalah bank kapasitor yang juga disambungkan selari dengan grid, dikawal oleh thyristor untuk mengatur kuasa reaktif kapasitif. Ia memberikan penyuntikan kuasa reaktif diskret dalam langkah, ideal untuk mengimbangi permintaan beban keadaan tetap.

Penapis dan Reaktor

Komponen-komponen ini mengurangkan harmonik yang dihasilkan oleh elektronik kuasa SVC, memastikan patuh kepada standard kualiti kuasa. Penapis harmonik biasanya menarget komponen frekuensi dominan (contohnya, harmonik ke-5, ke-7) untuk mencegah pencemaran grid.

Sistem Kawalan

Sistem kawalan SVC memantau voltan dan arus grid secara sebenar masa, menyesuaikan operasi TCR dan TSC untuk mengekalkan voltan dan faktor kuasa target. Ia mempunyai pengawal berdasarkan mikropemproses yang memproses data sensor dan menghantar isyarat penembakan kepada thyristor, membolehkan kompensasi kuasa reaktif pada tahap milisecond.

Komponen Pembantu

Termasuk transformer untuk penyesuaian voltan, relai pelindung untuk isolasi kesalahan, sistem pendinginan untuk elektronik kuasa, dan instrumen pemantauan untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai.

Prinsip Kerja Static VAR Compensator

SVC mengatur voltan dan kuasa reaktif dalam sistem kuasa menggunakan elektronik kuasa, beroperasi sebagai sumber kuasa reaktif dinamik. Berikut cara kerjanya:

• Pengurusan Kuasa Reaktif
  SVC menggabungkan TCR (induktif) dan TSC (kapasitif) selari dengan grid. TCR boleh menyerap kuasa reaktif dengan menyesuaikan sudut penembakan thyristor, manakala TSC menyuntik kuasa reaktif dalam langkah diskret. Gabungan ini membolehkan kawalan kuasa reaktif dua hala:

• Penurunan Voltan: Apabila voltan grid turun, SVC menyuntik kuasa reaktif kapasitif melalui TSC untuk meningkatkan voltan.

• Kenaikan Voltan: Apabila voltan melebihi setpoint, SVC menyerap kuasa reaktif melalui TCR untuk menurunkan voltan.

• Pemantauan Berterusan & Penyesuaian
  Sensor mengukur voltan dan arus sebenar masa, memberikan data kepada sistem kawalan. Pengawal mengira kuasa reaktif yang diperlukan dan menyesuaikan sudut penembakan thyristor untuk mengekalkan kestabilan voltan dalam ±2% nilai nominal.

• Penyatuan Harmonik
  Tindakan pemintasan TCR menghasilkan harmonik, yang disaring oleh penapis LC pasif (contohnya, penapis harmonik ke-5, ke-7) untuk memastikan patuhan grid.

Kelebihan SVC

• Penghantaran Kuasa Yang Ditambah Baik: Meningkatkan kapasiti garis sehingga 30% melalui kompensasi kuasa reaktif.

• Stabiliti Sementara: Meredam fluktuasi voltan semasa kesalahan atau perubahan beban, meningkatkan ketahanan sistem.

• Kawalan Voltan: Mengurus overvoltase keadaan tetap dan sementara, ideal untuk integrasi tenaga boleh diperbaharui.

• Kerugian Berkurang: Meningkatkan faktor kuasa (biasanya lebih dari 0.95), mengurangkan kerugian resistif sebanyak 10–15%.

• Pemeliharaan Rendah: Reka bentuk tanpa bahagian bergerak, mengurangkan kos operasi.

• Peningkatan Kualiti Kuasa: Mengurangkan penurunan/surge voltan dan distorsi harmonik.

Aplikasi SVC

• Grid Penghantaran Voltan Tinggi: Menstabilkan voltan dalam garis EHV/UHV (380 kV–1,000 kV) dan mengimbangi pengecasan kapasitif garis panjang.

• Tumbuhan Industri: Membetulkan faktor kuasa dalam beban induktif berat (contohnya, kilang besi, peralatan pertambangan) untuk mengurangkan kos utiliti.

• Integrasi Tenaga Boleh Diperbaharui: Mengurangkan fluktuasi voltan dari ladang angin atau taman suria.

• Rangkaian Pengagihan Bandar: Meningkatkan kestabilan voltan di kawasan padat penduduk dengan beban yang berfluktuasi.

• Sistem Kereta Api: Mengimbangi variasi kuasa reaktif dalam rangkaian kereta api yang dialiri elektrik.