स्थिर VAR कम्पनेशन (SVC) क्या है? परिपथ और PF सुधार में संचालन

स्थैतिक वार कम्पनेशन (SVC) क्या है?

स्थैतिक वार कम्पनेशन (SVC), जिसे स्थैतिक प्रतिक्रियात्मक कम्पनेशनर भी कहा जाता है, बिजली प्रणालियों में पावर फैक्टर को बढ़ाने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। यह एक प्रकार का स्थैतिक प्रतिक्रियात्मक शक्ति कम्पनेशन उपकरण है, जो ऑप्टिमल वोल्टेज स्तरों को बनाए रखने के लिए प्रतिक्रियात्मक शक्ति इंजेक्ट करता है या अवशोषित करता है, जिससे ग्रिड का स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है।

फ्लेक्सिबल एसी ट्रांसमिशन सिस्टम (FACTS) का एक अभिन्न भाग, SVC एक कैपेसिटर और रिएक्टर के बैंक से गठित होता है, जो थायरिस्टर या इन्सुलेटेड गेट बिपोलर ट्रांजिस्टर (IGBTs) जैसे पावर इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा नियंत्रित होता है। ये इलेक्ट्रॉनिक्स कैपेसिटर और रिएक्टर को तेजी से स्विच करने की अनुमति देते हैं ताकि आवश्यकतानुसार प्रतिक्रियात्मक शक्ति इंजेक्ट की जा सके या अवशोषित की जा सके। SVC का नियंत्रण सिस्टम लगातार सिस्टम वोल्टेज और विद्युत को मापता है, और वास्तविक समय में उपकरण के प्रतिक्रियात्मक शक्ति आउटपुट को फ्लक्चुएशन के खिलाफ समायोजित करता है।

SVCs मुख्य रूप से लोड मांगों के फ्लक्चुएशन या अस्थिर उत्पादन (जैसे, वायु या सौर ऊर्जा) के कारण होने वाले प्रतिक्रियात्मक शक्ति के विकारों को संबोधित करते हैं। वे डायनेमिक रूप से प्रतिक्रियात्मक शक्ति इंजेक्ट करके या अवशोषित करके कनेक्शन बिंदु पर वोल्टेज और पावर फैक्टर को स्थिर करते हैं, जिससे विश्वसनीय पावर डिलिवरी सुनिश्चित होती है और वोल्टेज सैग्स या स्वेल्स जैसी समस्याओं को मिटिगेट किया जाता है।

SVC का निर्माण

स्थैतिक वार कम्पनेशन (SVC) आमतौर पर थायरिस्टर-नियंत्रित रिएक्टर (TCR), थायरिस्टर-स्विच्ड कैपेसिटर (TSC), फिल्टर, नियंत्रण सिस्टम और अनुसारी उपकरणों सहित मुख्य घटकों से गठित होता है, जैसा नीचे विस्तार से दिया गया है:

थायरिस्टर-नियंत्रित रिएक्टर (TCR)

TCR एक इंडक्टर है जो पावर ट्रांसमिशन लाइन के साथ समानांतर रूप से जुड़ा होता है, जिसे थायरिस्टर उपकरणों द्वारा नियंत्रित किया जाता है ताकि इंडक्टिव प्रतिक्रियात्मक शक्ति को नियंत्रित किया जा सके। यह थायरिस्टर फायरिंग कोण को बदलकर प्रतिक्रियात्मक शक्ति अवशोषण की लगातार समायोजन की अनुमति देता है।

थायरिस्टर-स्विच्ड कैपेसिटर (TSC)

TSC एक कैपेसिटर बैंक है जो ग्रिड के साथ समानांतर रूप से जुड़ा होता है, जिसे थायरिस्टर द्वारा नियंत्रित किया जाता है ताकि कैपेसिटिव प्रतिक्रियात्मक शक्ति को नियंत्रित किया जा सके। यह डिस्क्रीट रूप से प्रतिक्रियात्मक शक्ति इंजेक्ट करता है, जो स्थिर-अवस्था लोड मांगों को कम्पनेशन करने के लिए आदर्श है।

फिल्टर और रिएक्टर

ये घटक SVC के पावर इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा उत्पन्न होने वाले हार्मोनिक्स को मिटिगेट करते हैं, जिससे पावर क्वालिटी मानकों का पालन सुनिश्चित होता है। हार्मोनिक फिल्टर आमतौर पर वर्तमान आवृत्ति घटकों (जैसे, 5वाँ, 7वाँ हार्मोनिक) को लक्ष्य करते हैं ताकि ग्रिड को दूषित न हो।

नियंत्रण सिस्टम

SVC का नियंत्रण सिस्टम वास्तविक समय में ग्रिड वोल्टेज और विद्युत को मापता है, TCR और TSC के संचालन को समायोजित करता है ताकि लक्ष्य वोल्टेज और पावर फैक्टर बनाए रखा जा सके। इसमें एक माइक्रोप्रोसेसर-आधारित कंट्रोलर होता है जो सेंसर डेटा को प्रोसेस करता है और थायरिस्टर को फायरिंग सिग्नल भेजता है, जिससे मिलीसेकंड-स्तर की प्रतिक्रियात्मक शक्ति कम्पनेशन की अनुमति मिलती है।

अनुसारी घटक

इसमें वोल्टेज मैचिंग के लिए ट्रांसफॉर्मर, दोष विभाजन के लिए संरक्षी रिले, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए कूलिंग सिस्टम, और विश्वसनीय संचालन की सुनिश्चितता के लिए मॉनिटरिंग इंस्ट्रूमेंट्स शामिल हैं।

स्थैतिक वार कम्पनेशन का कार्य सिद्धांत

एक SVC पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके पावर सिस्टम में वोल्टेज और प्रतिक्रियात्मक शक्ति को नियंत्रित करता है, जो एक डायनेमिक प्रतिक्रियात्मक शक्ति स्रोत के रूप में कार्य करता है। यहाँ यह कैसे काम करता है:

• प्रतिक्रियात्मक शक्ति प्रबंधन
  SVC ग्रिड के साथ समानांतर रूप से TCR (इंडक्टिव) और TSC (कैपेसिटिव) को जोड़ता है। TCR थायरिस्टर फायरिंग कोण को समायोजित करके प्रतिक्रियात्मक शक्ति अवशोषित कर सकता है, जबकि TSC डिस्क्रीट स्टेप्स में प्रतिक्रियात्मक शक्ति इंजेक्ट करता है। यह संयोजन द्विदिशात्मक प्रतिक्रियात्मक शक्ति नियंत्रण की अनुमति देता है:

• वोल्टेज सैग: जब ग्रिड वोल्टेज गिरता है, तो SVC TSC के माध्यम से कैपेसिटिव प्रतिक्रियात्मक शक्ति इंजेक्ट करता है ताकि वोल्टेज बढ़ाया जा सके।

• वोल्टेज सर्ज: जब वोल्टेज सेटपॉइंट से अधिक होता है, तो SVC TCR के माध्यम से प्रतिक्रियात्मक शक्ति अवशोषित करता है ताकि वोल्टेज कम किया जा सके।

• लगातार मापन और समायोजन
  सेंसर वास्तविक समय में वोल्टेज और विद्युत को मापते हैं, जो नियंत्रण सिस्टम को डेटा देते हैं। कंट्रोलर आवश्यक प्रतिक्रियात्मक शक्ति की गणना करता है और थायरिस्टर फायरिंग कोण को समायोजित करता है ताकि वोल्टेज स्थिरता नामिक मान के ±2% के भीतर बनाए रखी जा सके।

• हार्मोनिक मिटिगेशन
  TCR की स्विचिंग कार्रवाई हार्मोनिक्स उत्पन्न करती है, जो LC पासिव फिल्टर (जैसे, 5वाँ, 7वाँ हार्मोनिक फिल्टर) द्वारा फिल्टर की जाती हैं ताकि ग्रिड का पालन किया जा सके।

SVC के फायदे

• बढ़ी हुई पावर ट्रांसमिशन: प्रतिक्रियात्मक शक्ति कम्पनेशन के माध्यम से लाइन क्षमता को 30% तक बढ़ाया जा सकता है।

• ट्रांसीयेंट स्थिरता: दोष या लोड परिवर्तन के दौरान वोल्टेज फ्लक्चुएशन को दंपित करता है, जिससे सिस्टम की टफनेस सुधार होती है।

• वोल्टेज नियंत्रण: स्थिर-अवस्था और अस्थायी ओवरवोल्टेज को प्रबंधित करता है, जो नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण के लिए आदर्श है।

• कम हानि: पावर फैक्टर (आमतौर पर >0.95) को सुधारता है, जिससे रेसिस्टिव हानि 10-15% तक कम होती है।

• कम रखरखाव: ठोस-स्टेट डिजाइन जिसमें कोई गतिशील भाग नहीं होता, जिससे ऑपरेशनल लागत कम होती है।

• पावर क्वालिटी सुधार: वोल्टेज सैग/स्वेल्स और हार्मोनिक विकृति को मिटिगेट करता है।

SVC के अनुप्रयोग

• उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन ग्रिड: EHV/UHV लाइनों (380 kV-1,000 kV) में वोल्टेज को स्थिर करता है और लंबी लाइन के कैपेसिटिव चार्जिंग को कम्पनेशन करता है।

• औद्योगिक प्लांट: भारी इंडक्टिव लोड (जैसे, स्टील मिल, खनन उपकरण) में पावर फैक्टर को सुधारता है ताकि बिजली की लागत कम हो।

• नवीकरणीय ऊर्जा एकीकरण: वायु फार्म या सौर पार्क से वोल्टेज फ्लक्चुएशन को मिटिगेट करता है।

• शहरी डिस्ट्रीब्यूशन नेटवर्क: घनी आबादी वाले क्षेत्रों में फ्लक्चुएशन वाले लोडों के साथ वोल्टेज स्थिरता में सुधार करता है।

• रेलवे सिस्टम: इलेक्ट्रिफाइड रेल नेटवर्क में प्रतिक्रियात्मक शक्ति के विकारों को कम्पनेशन करता है।