Šta je statički kompenzator reaktivne snage (SVC)? Kolo i rad u korekciji faktora snage

Šta je statički kompenzator reaktivne snage (SVC)?

Satički kompenzator reaktivne snage (SVC), takođe poznat kao statički kompenzator reaktivne snage, jeste ključni uređaj za poboljšanje faktora snage u električnim sistemima. Kao tip statičkog opreme za kompenzaciju reaktivne snage, on ubacuje ili apsorbira reaktivnu snagu kako bi održao optimalne nivoe napona, osiguravajući stabilno funkcionisanje mreže.

Integralni deo Fleksibilnog sistema prenosnice naizmenične struje (FACTS), SVC se sastoji od banke kondenzatora i reaktora kontrolisanih elektronikom snage, poput tiristora ili izolovanih bipolarnih tranzistora (IGBT). Ova elektronika omogućava brzo prebacivanje kondenzatora i reaktora kako bi se ubacila ili apsorbirala reaktivna snaga prema potrebi. Kontrolni sistem SVC neprekidno nadgleda napon i struju sistema, prilagođavajući izlaz reaktivne snage uređaja u realnom vremenu kako bi se suzbijale fluktuacije.

SVC-ovi uglavnom rešavaju varijacije reaktivne snage uzrokovane fluktuacijama opterećenja ili intermitentnim generisanjem (npr. vetar ili sunčeva energija). Dinamičkim ubacivanjem ili apsorbiranjem reaktivne snage, oni stabilizuju napon i faktor snage na tački spajanja, osiguravajući pouzdan prenos snage i mitigirajući probleme poput padova ili porasta napona.

Konstrukcija SVC-a

Satički kompenzator reaktivne snage (SVC) obično uključuje ključne komponente uključujući tiristor-regulirani reaktor (TCR), tiristor-prekidač kapacitornog sklopa (TSC), filtere, kontrolni sistem i pomoćne uređaje, kako je detaljno opisano ispod:

Tiristor-regulirani reaktor (TCR)

TCR je induktor spojen paralelno sa linijom prenosa snage, regulisan tiristor-sklopovima za kontrolu induktivne reaktivne snage. Omogućava kontinuiranu prilagodbu apsorbiranja reaktivne snage promenom ugla paljenja tiristora.

Tiristor-prekidač kapacitornog sklopa (TSC)

TSC je banka kondenzatora takođe spojena paralelno sa mrežom, kontrolisana tiristorima za regulaciju kapacitivne reaktivne snage. Pruža diskretno ubacivanje reaktivne snage u koracima, idealno za kompenzaciju stalnih opterećenja.

Filteri i reaktori

Ove komponente smanjuju harmonike generisane elektronikom snage SVC-a, osiguravajući usklađenost sa standardima kvaliteta snage. Harmonički filteri obično ciljaju dominantne frekvencijske komponente (npr. 5. i 7. harmoniku) kako bi se sprečilo kontaminovanje mreže.

Kontrolni sistem

Kontrolni sistem SVC-a neprekidno nadgleda napon i struju mreže u realnom vremenu, prilagođavajući operacije TCR i TSC-a kako bi se održali ciljani napon i faktor snage. Sadrži mikroprocesorski kontroler koji obrađuje podatke senzora i šalje signale paljenja tiristorima, omogućavajući kompenzaciju reaktivne snage na milisekundnom nivou.

Pomoćne komponente

Uključuju transformere za prilaganje napona, zaštitne releje za izolaciju grešaka, sisteme hlađenja za elektroniku snage i instrumente za nadzor kako bi se osiguralo pouzdano funkcionisanje.

Princip rada statičkog kompenzatora reaktivne snage

SVC reguliše napon i reaktivnu snagu u sistemima snage korišćenjem elektronike snage, funkcionisući kao dinamički izvor reaktivne snage. Evo kako funkcioniše:

• Upravljanje reaktivnom snagom
  SVC kombinuje TCR (induktivni) i TSC (kapacitivni) paralelno sa mrežom. TCR može apsorbirati reaktivnu snagu prilagođavanjem ugla paljenja tiristora, dok TSC ubacuje reaktivnu snagu u koracima. Ova kombinacija omogućava dvosmernu kontrolu reaktivne snage:

• Pad napona: Kada napon mreže pada, SVC ubacuje kapacitivnu reaktivnu snagu putem TSC-a da bi podigao napon.

• Porast napona: Kada napon premaši postavljenu vrednost, SVC apsorbira reaktivnu snagu putem TCR-a da bi snizio napon.

• Neprekidni nadzor i prilagodba
  Senzori meri realno vreme napona i struje, slajući podatke kontrolnom sistemu. Kontroler izračunava potrebnu reaktivnu snagu i prilagođava uglove paljenja tiristora kako bi se održala stabilnost napona unutar ±2% nominalne vrednosti.

• Mitigacija harmonika
  Akcija prekida TCR-a generiše harmonike, koje filtriraju pasivni LC filtri (npr. 5. i 7. harmonički filteri) kako bi se osigurala usklađenost mreže.

Prednosti SVC-a

• Poboljšana prenosnica snage: Povećava kapacitet linije do 30% putem kompenzacije reaktivne snage.

• Tranzientna stabilnost: Ugaša fluktuacije napona tokom grešaka ili promena opterećenja, poboljšavajući otpornost sistema.

• Kontrola napona: Upravlja stalnim i privremenim prekomernim naponima, idealno za integraciju obnovljive energije.

• Smanjeni gubitci: Poboljšava faktor snage (obično >0,95), smanjujući rezistivne gubitke za 10–15%.

• Niska održavanja: Solid-state dizajn bez pokretnih delova, smanjujući operativne troškove.

• Poboljšanje kvaliteta snage: Mitigira padove i poraste napona i harmoničku distorziju.

Primene SVC-a

• Visokonaponske prenosnice: Stabilizuje napon u EHV/UHV linijama (380 kV–1,000 kV) i kompenzuje dugi liniji kapacitivno punjenje.

• Industrijske instalacije: Korektuje faktor snage u teškim induktivnim opterećenjima (npr. željezare, rudarska oprema) kako bi se smanjili troškovi komunalnih usluga.

• Integracija obnovljive energije: Mitigira fluktuacije napona od vetroelektrana ili solarnih parkova.

• Urbanističke distribucijske mreže: Poboljšava stabilnost napona u gusto naseljenim područjima sa fluktuirajućim opterećenjima.

• Železnički sistemi: Kompenzuje varijacije reaktivne snage u elektrificiranim železničkim mrežama.