Statik VAR Kompensatörü (SVC) Nedir? Güç Faktörü Düzeltmesinde Devre ve İşlem

Statik VAR Kompensatörü (SVC) Nedir?

Statik VAR Kompensatörü (SVC), aynı zamanda Statik Reaktif Kompansatör olarak da adlandırılır, elektrik güç sistemlerinde güç faktörünü artırmak için kritik bir cihazdır. Bu tür statik reaktif güç kompansasyon ekipmanı, optimal voltaj seviyelerini korumak ve ağın istikrarlı çalışmasını sağlamak için reaktif enerji enjekte eder veya emer.

Esnek Alternatif Akım iletim Sistemi'nin (FACTS) ayrılmaz bir parçası olan SVC, tiyristörler veya yalıtılmış kapak diyafram transistörleri (IGBT) gibi güç elektronikleri tarafından kontrol edilen kondansatör ve reaktör bankasından oluşur. Bu elektronikler, gerekli olduğunda kondansatörlerin ve reaktörlerin hızlı anahtarlamasını sağlar. SVC'nin kontrol sistemi, sistemin voltajını ve akımını sürekli izler ve cihazın reaktif güç çıkışını gerçek zamanlı olarak ayarlar, böylece dalgalanmaları karşılamak için kullanılır.

SVC'ler, değişen yük talepleri veya aralıklı üretim (örneğin, rüzgar veya güneş enerjisi) nedeniyle oluşan reaktif güç varyasyonlarına çözüm sunar. Dinamik olarak reaktif enerji enjekte ederek veya emerek, bağlantı noktasındaki voltajı ve güç faktörünü istikrara getirir, güvenilir güç teslimatını sağlar ve voltaj düşüşü veya yükselmesi gibi sorunları azaltır.

SVC Yapısı

Bir Statik VAR Kompensatörü (SVC), genellikle tiyristör kontrollü reaktör (TCR), tiyristör anahtarlı kondansatör (TSC), filtreler, kontrol sistemi ve yardımcı cihazlar dahil olmak üzere aşağıdaki ana bileşenlerden oluşur:

Tiyristör Kontrollü Reaktör (TCR)

TCR, güç iletim hattı ile paralel bağlantılı, indüktif reaktif gücü kontrol etmek için tiyristör cihazları ile yönetilen bir endüktördür. Tiyristör ateşleme açısını değiştirerek reaktif güç emilimini sürekli olarak ayarlamayı sağlar.

Tiyristör Anahtarlı Kondansatör (TSC)

TSC, ayrıca tiyristörler ile kontrol edilen, kapasitif reaktif gücü düzenlemek için ağ ile paralel bağlantılı bir kondansatör bankasıdır. Adımlar halinde ayrık reaktif güç enjeksiyonu sağlar, bu nedenle durağan yük taleplerini telafi etmek için idealdir.

Filtreler ve Reaktörler

Bu bileşenler, SVC'nin güç elektronikleri tarafından üretilen harmonikleri azaltarak, güç kalitesi standartlarına uyumu sağlar. Harmonik filtreler genellikle baskın frekans bileşenlerini (örneğin, 5. ve 7. harmonik) hedef alır, bu sayede ağ kirletmesini önler.

Kontrol Sistemi

SVC'nin kontrol sistemi, hedeflenen voltaj ve güç faktörünü korumak için TCR ve TSC işlemlerini ayarlamak üzere gerçek zamanlı olarak ağ voltajını ve akımını izler. Sensör verilerini işleyen ve tiyristörlere ateşleme sinyalleri gönderen bir mikroişlemci tabanlı denetleyici içerir, bu da milisaniye düzeyinde reaktif güç kompansasyonunu mümkün kılar.

Yardımcı Bileşenler

Güç elektronikleri için soğutma sistemleri, güvenilir işlemi sağlamak için izleme araçları, gerilim eşleştirmesi için transformatorlar ve arızaları izole etmek için koruma röleleri dahildir.

Statik VAR Kompensatörünün Çalışma Prensibi

Bir SVC, güç elektronikleri kullanarak güç sistemlerinde voltajı ve reaktif gücü düzenler, dinamik bir reaktif güç kaynağı olarak çalışır. İşte nasıl işlediği:

• Reaktif Güç Yönetimi
  SVC, TCR (indüktif) ve TSC (kapasitif) kombinasyonunu ağ ile paralel olarak kullanır. TCR, tiyristör ateşleme açılarını ayarlayarak reaktif enerji emebilir, TSC ise ayrık adımlarda reaktif enerji enjekte eder. Bu kombinasyon, çift yönlü reaktif güç kontrolünü sağlar:

• Gerilim Düşüşü: Ağ voltajı düştüğünde, SVC, TSC üzerinden kapasitif reaktif enerji enjekte ederek voltajı yükseltir.

• Gerilim Artışı: Voltaj belirlenen setpoint değerinden aşındığında, SVC, TCR üzerinden reaktif enerji emerek voltajı düşürür.

• Sürekli İzleme & Ayar
  Sensörler, gerçek zamanlı voltaj ve akımı ölçer ve bu verileri kontrol sisteme iletir. Denetleyici, gerekli reaktif enerjiyi hesaplar ve voltaj istikrarını nominal değerin ±2% içinde tutmak için tiyristör ateşleme açılarını ayarlar.

• Harmonik Azaltma
  TCR'nin anahtarlama işlemi harmonikler oluşturur, bu harmonikler pasif LC filtreler (örneğin, 5. ve 7. harmonik filtreleri) tarafından filtrelenir, böylece ağ uyumluluğu sağlanır.

SVC'nin Avantajları

• Geliştirilmiş Güç İletimi: Reaktif güç kompansasyonu yoluyla hat kapasitesini %30'a kadar artırır.

• Geçici Istikrar: Arızalar veya yük değişimleri sırasında voltaj dalgalanmalarını zayıflatır, sistem direncini artırır.

• Gerilim Kontrolü: Durağan ve geçici aşırı gerilimleri yönetir, yenilenebilir enerji entegrasyonu için idealdir.

• Azaltılmış Kayıplar: Güç faktörünü (%0,95'in üzerinde) iyileştirir, direnç kayıplarını %10–15 oranında azaltır.

• Düşük Bakım: Hareketli parçası olmayan katı hal tasarımı, işletme maliyetlerini azaltır.

• Güç Kalitesi İyileştirmesi: Gerilim düşüşleri/yükselmesi ve harmonik bozulmayı azaltır.

SVC Uygulamaları

• Yüksek Gerilimli İletim Ağları: EHV/UHV hatlarında (380 kV–1.000 kV) voltajı istikrara getirir ve uzun hatların kapasitif şarjını telafi eder.

• Endüstriyel Tes