FACTS nima va ularni elektr tizimlari uchun nima uchun kerak?
FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) - bu elektronika asosidagi tizimdir, bu tizim statik qurilmalar orqali AC elektr energetik tarmoqlarining elektr energiyasini uzatish imkoniyati va boshqarilish darajasini oshiradi.
Bu elektronika asosidagi qurilmalar traditsionel AC tarmoqlarga integrlanib, quyidagi asosiy performans kriteriyalarini oshirishga xizmat qiladi:
Elektronika asosidagi anaqlar paydo bo'lgan oldindan reaktiv quvvat to'qnolishi va doimiylik muammoni hal qilish uchun mekanik anaqlar orqali kondensatorlar, reaktorlar yoki sinkron generadorlar ulanilardi. Ammo, mekanik anaqlar tez-tez javob berish muddati, mehanik ishlatilish va nihoyatda zinadan tortishish, yaxlit ishonchilikni cheklab, elektr chiqindilar boshqaruv va doimiylikni optimallashtirishda kamroq efektiv bo'lgan.
Yuqori voltajli elektronika asosidagi anaqlar (masalan, tiristorlar) rivojlanishi FACTS boshqaruvchilarini yaratishga imkoniyat berdi, bu esa AC tizimlarni boshqarish sohasida revolyutsiya qildi.
Nega elektr tizimlarda FACTS qurilmalari kerak?
Doimiy elektr tizimi uchun, talab va ishlab chiqarish o'rtasidagi aniq moslashish zarur. Elektr talabi o'sish bilan, tizimning har bir komponentining samaradorligini maksimal qilib olish muhim bo'ladi — va FACTS qurilmalari bu optimallashtirishda asosiy rol o'ynaydilar.
Elektr energiyasi uch turga ajratiladi: faol quvvat (foydali/haqiqiy quvvat), reaktiv quvvat (yuklardagi energiya saqlaydigan elementlar tomonidan yaratilgan) va ko'rinchi quvvat (faol va reaktiv quvvatning vektor yig'indisi). Reaktiv quvvat, ya induktiv yoki kapasitiv, elektr chiqindilardan o'tishini oldini olish uchun tengsizlikka solishtirilishi kerak — nihoyatda, nihoyatda boshqarilmagan reaktiv quvvat tizimning faol quvvatni uzatish imkoniyatini pasaytiradi.
Kompensatsiya usullari (reaktiv quvvatni tenglash uchun uning induktiv yoki kapasitiv variantlarini ta'minlash yoki o'z ichiga olish) shuning uchun muhim. Bu usullar elektr energiyasining sifatini yaxshilaydi va uzatish samaradorligini oshiradi.
Kompensatsiya usullari turlari
Kompensatsiya usullari, qurilmalar elektr tizimga qanday ulanganiga qarab klassifikatsiya qilinadi:
1. Seriya kompensatsiyasi
Seriya kompensatsiyada, FACTS qurilmalari elektr chiqindilar tizimiga seriya ulanadi. Bu qurilmalar tipik holda o'zgaruvchan impedanslar (masalan, kondensatorlar yoki induktorlar) hisoblanadi, seriya kondensatorlar eng keng tarqalgan.
Bu usul EHV (Extra High Voltage) va UHV (Ultra High Voltage) elektr chiqindilarda katta qadar elektr energiyasini uzatish imkoniyatini oshirish uchun keng qo'llaniladi.
Kompensatsiya qurilmasi ishlatilmasdan elektr chiqindining elektr energiyasini uzatish imkoniyati;
Bu yerda,
V1 = Yuboruvchi tomon voltaji
V2 = Qabul qiluvchi tomon voltaji
XL = Elektr chiqindining induktiv reaktivlik qiymati
δ = V1 va V2 voltajlari orasidagi fazaviy burchak
P = Har bir fazaga o'tkaziladigan quvvat
Endi, elektr chiqindiga seriya ulangan kondensator qo'shamiz. Bu kondensatorning kapasitiv reaktivlik qiymati XC. Shunday qilib, umumiy reaktivlik XL-XC. Demak, kompensatsiya qurilmasi bilan elektr energiyasini uzatish imkoniyati quyidagicha beriladi;
Faktor k kompensatsiya faktori yoki kompensatsiya darajasi deb ataladi. Umumiy holda, k ning qiymati 0.4 dan 0.7 gacha bo'lib, k qiymati 0.5 deb taxmin qilinsin.
Shunday qilib, seriya kompensatsiya qurilmalaridan foydalanish elektr energiyasini uzatish imkoniyatini 50% ga oshirish mumkin. Seriya kondensatorlarni ishlatganda, voltaj va oqim orasidagi fazaviy burchak (δ) kompensatsiya qilinmagan chiziqa nisbatan kamroq bo'ladi. Kichikroq δ qiymati tizimning doimiyligini yaxshilaydi — ya'ni, bir xil elektr energiyasini uzatish hajmi va bir xil yuboruvchi va qabul qiluvchi tomon parametrlari bo'lganda, kompensatsiya qilingan chiziq kompensatsiya qilinmagan chiziqdan juda yaxshi doimiylikni ta'minlaydi.
Paralel kompensatsiya
Yuqori voltajli elektr chiqindida, qabul qiluvchi tomon voltajining qiymati yuk shartiga bog'liq. Kapasitivlik yuqori voltajli elektr chiqindida muhim rol o'ynaydi.
Elektr chiqindi yuklanganda, yuk reaktiv quvvat talab qiladi, bu reaktiv quvvat avvalo elektr chiqindining o'ziga xos kapasitivlik tomonidan ta'minlanadi. Ammo, yuk SIL (Surge Impedance Loading) dan oshganda, reaktiv quvvat talabi oshib boradi va bu esa qabul qiluvchi tomondagi voltajni nihoyatda past qiladi.
Bu muammoga yechim topish uchun, kondensator banklari qabul qiluvchi tomondagi elektr chiqindiga paralel ulanadi. Bu banklar talab qilinadigan qo'shimcha reaktiv quvvatni ta'minlaydi, bu esa qabul qiluvchi tomondagi voltaj pasayishini rad etadi.
Elektr chiqindining kapasitivlik qiymatining oshishi qabul qiluvchi tomondagi voltajni oshiradi.
Agar elektr chiqindi ozroq yuklangan bo'lsa (ya'ni, yuk SIL dan past), reaktiv quvvat talabi elektr chiqindining kapasitivlik tomonidan yaratiladigan reaktiv quvvatdan kamroq bo'ladi. Bu holatda, qabul qiluvchi tomondagi voltaj yuboruvchi tomondagi voltajdan yuqori bo'ladi — bu holat Ferranti effekti deb ataladi.
Bu holatni oldini olish uchun, reaktorlar qabul qiluvchi tomondagi elektr chiqindiga paralel ulanadi. Bu reaktorlar elektr chiqindidan yuqori reaktiv quvvatni o'z ichiga oladi, bu esa qabul qiluvchi tomondagi voltajni uning reyting qiymatida qoldiradi.
