FACTS என்றால் என்ன மற்றும் அவை எதனால் மின்சார அமைப்புகளில் தேவைப்படுகின்றன?

FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) என்பது விளைவுகள் அல்லது செயற்கை உலோகங்கள் மூலம் AC பரிமாற்ற நெடுவரிசை வலையின் மிக்க விளைவு திறன் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு திறனை உயர்த்தும் ஒரு மின்தொழில்நுட்ப அடிப்படையிலான அமைப்பு.

இந்த மின்தொழில்நுட்ப உலோகங்கள் வழக்கமான AC வலைகளுக்கு இணைக்கப்பட்டு பின்வரும் முக்கிய திறன் அளவுகளை உயர்த்துகின்றன:

• பரிமாற்ற நெடுவரிசை வலையின் மிக்க விளைவு திறன்

• மின்சார நிலைமை மற்றும் துறைமை நிலைமை

• மின்சார நியமன திறன்

• வலையின் நம்பிக்கைத்தன்மை

• பரிமாற்ற அமைப்பின் வெப்ப எல்லைகள்

மின்தொழில்நுட்ப உலோகங்கள் வரும் முன்னர், பிரதிக்கிய மின்விளைவு சமநிலை மற்றும் நிலைமை சிக்கல்களை கையாள மெக்கானிக்கல் உலோகங்கள் மூலம் கேப்ஸிட்டர்கள், இரிக்டர்கள், அல்லது சைங்க்ரோனஸ் ஜெனரேட்டர்களை இணைக்கப்பட்டன. இந்த மெக்கானிக்கல் உலோகங்கள் முக்கிய தோல்விகளைக் கொண்டன: மெதுவான பதில் கால, மெக்கானிக்கல் அலுவல்திறன் மற்றும் நம்பிக்கைத்தன்மை மோசமானது - இவை பரிமாற்ற நெடுவரிசை வலையின் கட்டுப்பாட்டு திறன் மற்றும் நிலைமையை உயர்த்துவதில் அவற்றின் செயல்திறனை கட்டுப்படுத்தின.

மின்சார உலோகங்களின் (எ.கா., தைரிஸ்டர்கள்) உயர்நிலை மின்தூக்கங்களின் வளர்ச்சி, FACTS கண்களை உருவாக்குவதில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தியது, AC வலை மேலாளிப்பை மாற்றியது.

ஏன் மின்தொழில்நுட்ப வலைகளில் FACTS உலோகங்கள் தேவை?

ஒரு நிலைமையான மின்தொழில்நுட்ப வலை உற்பத்தியும் தேவையும் இடையே துல்லியமான இணைப்பை தேவைப்படுத்துகிறது. மின்சார தேவை வளர்வதால், அனைத்து வலை அமைப்புகளின் திறனை உயர்த்துவது முக்கியமாகிறது - மற்றும் FACTS உலோகங்கள் இந்த உயர்த்தலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

மின்சாரம் மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது: செயல்திறன் (நீண்ட மற்றும் உண்மையான மின்சாரம்), பிரதிக்கிய மின்சாரம் (நிலைகளில் உள்ள மின்சார மற்றும் அணுகுமுறை மின்சாரம்), மற்றும் தெரிவு மின்சாரம் (செயல்திறன் மற்றும் பிரதிக்கிய மின்சாரத்தின் வெக்டர் கூட்டு). பிரதிக்கிய மின்சாரம், இது இந்திக்டிவ் அல்லது கேப்ஸிட்டிவ் ஆக இருக்கலாம், பரிமாற்ற நெடுவரிசை வலைகளின் மூலம் விடுவிக்கப்படாமல் இருக்க வேண்டும் - கட்டுப்பாட்டில்லா பிரதிக்கிய மின்சாரம் வலையின் செயல்திறன் மின்சாரத்தை பரிமாற திறனை குறைக்கிறது.

சமநிலைகளை நிர்ணயிக்க (இந்திக்டிவ் மற்றும் கேப்ஸிட்டிவ் பிரதிக்கிய மின்சாரத்தை வழங்குவது அல்லது எரியும்) முறைகள் மின்சார தரம் மற்றும் பரிமாற திறனை உயர்த்துகின்றன.

சமநிலைகளின் வகைகள்

சமநிலைகள், உலோகங்கள் மின்தொழில்நுட்ப வலையிற்கு எவ்வாறு இணைக்கப்படுகின்றன என்பதில் அடிப்படையில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

1. தொடர்ச்சி சமநிலைகள்

தொடர்ச்சி சமநிலைகளில், FACTS உலோகங்கள் பரிமாற நெடுவரிசை வலையுடன் தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த உலோகங்கள் பொதுவாக மாறும் மோதல்களாக (எ.கா., கேப்ஸிட்டர்கள் அல்லது இந்தக்கோர்கள்) செயல்படுகின்றன, தொடர்ச்சி கேப்ஸிட்டர்கள் அதிக பொதுவானவை.

இந்த முறை EHV (Extra High Voltage) மற்றும் UHV (Ultra High Voltage) பரிமாற நெடுவரிசைகளில் பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றின் மிக்க விளைவு திறனை முக்கியமாக உயர்த்துகிறது.

ஒரு பரிமாற நெடுவரிசையின் மிக்க விளைவு திறன் சமநிலைகள் பயன்படுத்தப்படாமல்;

இங்கு,

• V₁ = அனுப்பும் முன் மின்னழுத்தம்

• V₂ = பெறும் முன் மின்னழுத்தம்

• X_L = பரிமாற நெடுவரிசையின் இந்திக்டிவ் மோதல்

• δ = V₁ மற்றும் V₂ இடையே முறை கோணம்

• P = ஒவ்வொரு பேசியில் பரிமாற விளைவு

இப்போது, நாம் ஒரு கேப்ஸிட்டரை பரிமாற நெடுவரிசையுடன் தொடர்ச்சியாக இணைக்கிறோம். இந்த கேப்ஸிட்டரின் கேப்ஸிட்டிவ் மோதல் XC. எனவே, மொத்த மோதல் XL-XC. எனவே, சமநிலைகள் உலோகத்துடன், மிக்க விளைவு திறன் கொடுக்கப்படுகிறது;

காரணி k சமநிலைகள் காரணியாக அல்லது சமநிலை அளவு என அழைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, k-ன் மதிப்பு 0.4 முதல் 0.7 வரை உள்ளது. k-ன் மதிப்பு 0.5 என வைத்துக்கொள்வோம்.

எனவே, தொடர்ச்சி சமநிலைகள் உலோகங்களின் பயன்பாடு மிக்க விளைவு திறனை தோராயமாக 50% உயர்த்துகிறது. தொடர்ச்சி கேப்ஸிட்டர்கள் பயன்படுத்தப்படும்போது, மின்னழுத்தமும் மின்னோட்டமும் இடையே முறை கோணம் (δ) சமநிலையற்ற நெடுவரிசை ஒன்றை விட சிறியதாக இருக்கும். சிறிய δ மதிப்பு வலையின் நிலைமையை உயர்த்துகிறது - அதாவது, அதே மிக்க விளைவு திறனும், அதே அனுப்பும் மற்றும் பெறும் முன் அளவுகளும் உள்ளதாக, சமநிலையற்ற நெடுவரிசை ஒன்றை விட சமநிலையான நெடுவரிசை மிக நிலைமையாக இருக்கும்.

சார்பிலா சமநிலைகள்

உயர்நிலை பரிமாற நெடுவரிசையில், பெறும் முன் மின்னழுத்தத்தின் அளவு தேவையான மதிப்பை அடிப்படையாக வைத்து மாறுகிறது. கேப்ஸிட்டான்சு உயர்நிலை பரிமாற நெடுவரிசையில் முக்கியமான பங்கு வகிக்கிறது.

ஒரு பரிமாற நெடுவரிசை தேவையான மதிப்பில் உள்ளதாக இருக்கும்போது, தேவையான பிரதிக்கிய மின்சாரம் முதலில் நெடுவரிசையின் தனியான கேப்ஸிட்டான்சு மூலம் வழங்கப்படுகிறது. ஆனால், தேவையான மதிப்பு SIL (Surge Impedance Loading) ஐ விட அதிகமாகும்போது, உயர்ந்த பிரதிக்கிய மின்சார தேவை பெறும் முன் மின்னழுத்தத்தில் முக்கிய வீழ்ச்சியை உண்டாக்குகிறது.

இந்த சிக்கலை தீர்க்க, கேப்ஸிட்டர் வங்கிகள் பரிமாற நெடுவரிசையுடன் பெறும் முன் தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த வங்கிகள் தேவையான அதிக பிரதிக்கிய மின்சாரத்தை வழங்குவதன் மூலம், பெறும் முன் மின்னழுத்தத்தில் வீழ்ச்சியை குறைக்கின்றன.

நெடுவரிசை கேப்ஸிட்டான்சு உயர்வதால், பெறும் முன் மின்னழுத்தம் உயருகிறது.

ஒரு பரிமாற நெடுவரிசை குறைந்த தேவையான மதிப்பில் இருக்கும்போது (அதாவது, தேவையான மதிப்பு SIL ஐ விட குறைவாக இருக்கும்போது), பிரதிக்கிய மின்சார தேவை நெடுவரிசையின் கேப்ஸிட்டான்சு மூலம் உருவாக்கப்படும் பிரதிக்கிய மின்சாரத்தை விட குறைவாக இருக்கும். இந்த அவசரத்தில், பெறும் முன் மின்னழுத்தம் அனுப்பும் முன் மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக இருக்கும் - இது Ferranti விளைவு என அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த சிக்கலை தவிர்க்க, சார்பிலா இரிக்டர்கள் பரிமாற நெடுவரிசையுடன் பெறும் முன் தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த இரிக்டர்கள் நெடுவரிசையிலிருந்து அதிக பிரதிக்கிய மின்சாரத்தை எரிகின்றன, பெறும் முன் மின்னழுத்தம் தனியான மதிப்பில் இருக்குமாறு உதவுகின்றன.