FACTS అనేవి ఏం మరియు వారు పవర్ సిస్టమ్లలో ఎందుకు అవసరం?

FACTS (ఫ్లెక్సిబిల్ అల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్) అనేది పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్-ని అధారంగా ఉండే వ్యవస్థ, ఇది స్థిర పరికరాలను ఉపయోగించి AC ట్రాన్స్‌మిషన్ నెట్వర్క్ల పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమతను మరియు నియంత్రణ శక్తిని పెంచుతుంది.

ఈ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను సాధారణ AC గ్రిడ్లో అంకురించడం ద్వారా కీలకమైన ప్రదర్శన ముఖ్యమైన ప్రమాణాలను పెంచడం జరుగుతుంది, ఇవి అనేకమార్గా:

• ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ల పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమత

• వోల్టేజ్ స్థిరత మరియు ట్రాన్సీయంట్ స్థిరత

• వోల్టేజ్ నియంత్రణ శుభ్రత

• వ్యవస్థా విశ్వాసక్షమత

• ట్రాన్స్‌మిషన్ ఇన్ఫ్రాస్ట్రక్చర్ యొక్క తాపీయ పరిమితులు

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌ల ఆవిర్భావం ముందు, రీఐక్టివ్ పవర్ అనిష్టప్రాప్తి మరియు స్థిరత విషయాలను కాపాసిటర్లు, రీఐక్టర్లు లేదా సైన్క్రనస్ జెనరేటర్లను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా పరిష్కరించబడుతుంది. కానీ, మెకానికల్ స్విచ్‌లు కీలకమైన దోషాలను కలిగి ఉంటాయ్: చలన సమయాలు మందిగా ఉండటం, మెకానికల్ వినాశం, మరియు తక్కువ విశ్వాసక్షమత—ఇవి ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ నియంత్రణ మరియు స్థిరత యొక్క అప్టిమైజేషన్‌లో విచ్ఛిన్నతను చేస్తాయి.

హై-వోల్టేజ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌ల వికాసం (ఉదాహరణకు, థైరిస్టర్లు) FACTS నియంత్రణ పరికరాల సృష్టికి అనుమతించింది, AC గ్రిడ్ నిర్వహణను ప్రారంభించింది.

పవర్ వ్యవస్థలలో FACTS పరికరాలు ఎందుకు అవసరం?

ఒక స్థిర పవర్ వ్యవస్థ జనరేషన్ మరియు డిమాండ్ మధ్య స్పష్టమైన సంయోజనను అవసరపడుతుంది. ఇన్ధన డిమాండ్ పెరిగినప్పుడు, నెట్వర్క్ యొక్క అన్ని ఘటనల కష్టాలను అధికరణం చేయడం అనేది అవసరం అవుతుంది—FACTS పరికరాలు ఈ అధికరణంలో ప్రధాన పాత్రను పోషిస్తాయి.

ఎలక్ట్రికల్ పవర్ మూడు రకాలుగా విభజించబడుతుంది: ఏకాగ్రతా పవర్ (అంతమైన/సత్యమైన పవర్ ఎండ్-యూజ్ కోసం), రీఐక్టివ్ పవర్ (లోడ్లో ఉన్న శక్తి నిల్వ ఘటనల కారణంగా), మరియు ప్రతిబింబ పవర్ (ఏకాగ్రతా మరియు రీఐక్టివ్ పవర్ యొక్క వెక్టర్ మొత్తం). రీఐక్టివ్ పవర్, ఇది ఇండక్టివ్ లేదా కెపాసిటివ్ అవుతుంది, ఇది ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ల ద్వారా ప్రవహించకపోవడానికి సమాధానం చేయాలి—అనియంత్రిత రీఐక్టివ్ పవర్ నెట్వర్క్ యొక్క ఏకాగ్రతా పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమతను తగ్గిస్తుంది.

కంపెన్సేషన్ పద్ధతులు (ఇండక్టివ్ మరియు కెపాసిటివ్ రీఐక్టివ్ పవర్ ని సమానం చేయడం ద్వారా లేదా అదనపు చేయడం ద్వారా) పవర్ గుణమైన ప్రకృతిని మరియు ట్రాన్స్‌మిషన్ కష్టాన్ని పెంచడంలో ప్రధానంగా ఉంటాయి.

కంపెన్సేషన్ పద్ధతుల రకాలు

కంపెన్సేషన్ పద్ధతులు పరికరాలు పవర్ వ్యవస్థకు ఎలా కనెక్ట్ చేయబడుతున్నాయో ఆధారంగా వర్గీకరించబడతాయి:

1. సిరీస్ కంపెన్సేషన్

సిరీస్ కంపెన్సేషన్లో, FACTS పరికరాలను ట్రాన్స్‌మిషన్ నెట్వర్క్ కు సిరీస్ లో కనెక్ట్ చేయబడతాయి. ఈ పరికరాలు సాధారణంగా వేరియబుల్ ఇంపీడెన్స్‌లు (ఉదాహరణకు, కెపాసిటర్లు లేదా ఇండక్టర్లు) అని పని చేస్తాయి, సిరీస్ కెపాసిటర్లు అత్యధిక సాధారణం.

ఈ పద్ధతి EHV (ఎక్స్‌ట్రా హై వోల్టేజ్) మరియు UHV (యుల్ట్రా హై వోల్టేజ్) ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో ప్రచురితంగా ఉపయోగించబడుతుంది, వాటి పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమతను ద్రుతంగా పెంచడంలో ప్రధానంగా ఉంటుంది.

కంపెన్సేషన్ పరికరం ఉపయోగించకపోయిన ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ యొక్క పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమత;

ఇక్కడ,

• V₁ = పంపించే వోల్టేజ్

• V₂ = పొందే వోల్టేజ్

• X_L = ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ యొక్క ఇండక్టివ్ రీఐక్టన్స్

• δ = V₁ మరియు V₂ మధ్య ప్రమాణం కోణం

• P = ప్రతి ఫేజ్ యొక్క పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్

ఇప్పుడు, మనం ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ కు సిరీస్ లో ఒక కెపాసిటర్ కనెక్ట్ చేస్తాము. ఈ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటివ్ రీఐక్టన్స్ X_C. కాబట్టి, మొత్తం రీఐక్టన్స్ X_L-X_C. కంపెన్సేషన్ పరికరం ఉపయోగించి, పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమత ఇలా ఉంటుంది;

క్ అనేది కంపెన్సేషన్ కారకం లేదా కంపెన్సేషన్ డిగ్రీ అని పిలువబడుతుంది. సాధారణంగా, k విలువ 0.4 నుండి 0.7 మధ్యలో ఉంటుంది. k విలువ 0.5 అనుకుందాం.

కాబట్టి, సిరీస్ కంపెన్సేషన్ పరికరాల ఉపయోగం ద్వారా పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ క్షమతను సుమారు 50% పెంచవచ్చు. సిరీస్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించినప్పుడు, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య కోణం (δ) కంపెన్సేషన్ లేని లైన్ కంటే చిన్నది అవుతుంది. చిన్న δ విలువ వ్యవస్థా స్థిరతను పెంచుతుంది—అర్థంగా, అదే పవర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ విలువ మరియు సమానమైన పంపించే మరియు పొందే వోల్టేజ్ పారామీటర్లను ఉపయోగించినప్పుడు, కంపెన్సేషన్ ఉన్న లైన్ కంపెన్సేషన్ లేని లైన్ కంటే చాలా బాగుంగా స్థిరతను అందిస్తుంది.

షంట్ కంపెన్సేషన్

ఒక హై వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో, పొందే వోల్టేజ్ మాగ్నిట్యూడ్ లోడింగ్ పరిస్థితిపై ఆధారపడుతుంది. కెపాసిటన్స్ హై వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో ప్రముఖ పాత్రను పోషిస్తుంది.

ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ లోడ్ చేయబడినప్పుడు, లోడ్ రీఐక్టివ్ పవర్ అవసరం ఉంటుంది, ఇది మొదట లైన్ యొక్క స్వభావిక కెపాసిటన్స్ ద్వారా ప్రదానం చేయబడుతుంది. కానీ, లోడ్ SIL (సర్జ్ ఇంపీడెన్స్ లోడింగ్) కంటే ఎక్కువ ఉంటే, ఎక్కువ రీఐక్టివ్ పవర్ డిమాండ్ పొందే వోల్టేజ్ వద్ద పెద్ద వోల్టేజ్ పతనం జరుగుతుంది.

ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, కెపాసిటర్ బ్యాంక్లను ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ కు పొందే వోల్టేజ్ వద్ద షంట్ లో కనెక్ట్ చేయబడతాయి. ఈ బ్యాంక్లు అదనపు రీఐక్టివ్ పవర్ ని ప్రదానం చేస్తాయి, ఇది పొందే వోల్టేజ్ వద్ద వోల్టేజ్ పతనంను కుదించుతుంది.

లైన్ కెపాసిటన్స్ పెరిగినప్పుడు, పొందే వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది.

ట్రాన్స్‌మి