Ano ang Static VAR Compensator (SVC)? Sirkuito at Pagsasagawa sa Korrektsyon ng PF

Ano ang Static VAR Compensator (SVC)?

Ang Static VAR Compensator (SVC), na tinatawag din bilang Static Reactive Compensator, ay isang mahalagang aparato para sa pagpapataas ng power factor sa mga electrical power system. Bilang isang uri ng static reactive power compensation equipment, ito ay nag-inject o nagsasorb ng reactive power upang panatilihin ang optimal na lebel ng voltage, at siguruhin ang matatag na operasyon ng grid.

Isa itong integral na bahagi ng Flexible AC Transmission System (FACTS), ang SVC ay binubuo ng bank of capacitors at reactors na pinamamahalaan ng power electronics tulad ng thyristors o Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Ang mga elektronikong ito ay nagbibigay-daan sa mabilis na switching ng capacitors at reactors upang mag-inject o magsorb ng reactive power kung kinakailangan. Ang control system ng SVC ay patuloy na naghahanapbuhay ng system voltage at current, at nag-aadjust ng output ng reactive power ng aparato sa real time upang labanan ang mga fluctuation.

Ang SVCs ay pangunahing tumutugon sa mga variation ng reactive power na dulot ng pagbabago-bago ng load demands o intermittent generation (halimbawa, wind o solar power). Sa pamamagitan ng dynamic na pag-inject o pag-sorb ng reactive power, sila ay nagpapanatili ng matatag na voltage at power factor sa point of connection, at sinisiguro ang maaswang na delivery ng power at naglilimita 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 detalyadong inilarawan sa ibaba:

Thyristor-Controlled Reactor (TCR)

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

Thyristor-Switched Capacitor (TSC)

Ang TSC ay isang capacitor bank na konektado din sa parallel sa grid, na pinamamahalaan ng mga thyristor upang kontrolin ang capacitive reactive power. Ito ay nagbibigay ng discrete reactive power injection sa steps, na ideal para sa compensation ng steady-state load demands.

Filters at Reactors

Ang mga komponenteng ito ay nag-mitigate ng harmonics na ginagawa ng power electronics ng SVC, at sinisiguro ang pagsunod sa mga standard ng power quality. Ang harmonic filters ay karaniwang naka-target sa dominant frequency components (halimbawa, 5th, 7th harmonics) upang iwasan ang contamination ng grid.

Control System

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

Auxiliary Components

Kasama rito ang mga transformers para sa voltage matching, protective relays para sa fault isolation, cooling systems para sa power electronics, at monitoring instruments upang masiguro ang maaswang na operasyon.

Pangunahing Prinsipyong Paggamit ng Static VAR Compensator

Ang SVC ay nag-regulate ng voltage at reactive power sa power systems gamit ang power electronics, at gumagana bilang isang dynamic reactive power source. Narito ang kung paano ito gumagana:

• Paggamit ng Reactive Power
  Ang SVC ay nag-combine ng TCR (inductive) at TSC (capacitive) sa parallel sa grid. Ang TCR ay maaaring magsorb ng reactive power sa pamamagitan ng pag-adjust ng thyristor firing angles, samantalang ang TSC ay nag-inject ng reactive power sa discrete steps. Ang kombinasyon na ito ay nagbibigay ng 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 tumaas ang voltage.

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

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

• Mitigation ng Harmonics
  Ang switching action ng TCR ay nag-generate ng harmonics, na sinusuri ng passive LC filters (halimbawa, 5th, 7th harmonic filters) upang masiguro ang compliance ng grid.

Mga Advantages ng SVC

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

• Transient Stability: Nag-damp ng mga fluctuation ng voltage sa panahon ng mga fault o pagbabago ng load, na nagpapabuti ng resilience ng sistema.

• Voltage Control: Nagsasala ng steady-state at temporary overvoltages, na ideal para sa integration ng renewable energy.

• Reduced Losses: Nagpapataas ng power factor (karaniwang >0.95), na nagre-reduce ng resistive losses ng 10–15%.

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

• Power Quality Improvement: Nag-mitigate ng voltage sags/swells at harmonic distortion.

Mga Application ng SVC

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

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

• Renewable Energy Integration: Nag-mitigate ng mga fluctuation ng voltage mula sa wind farms o solar parks.

• Urban Distribution Networks: Nagpapataas ng voltage stability sa densely populated areas na may fluctuating loads.

• Railway Systems: Nag-compensate para sa mga variation ng reactive power sa electrified rail networks.