Quae sunt classificationes et species controllerum et instrumentorum FACTS
Secundum connexionis typum FACTS Controller cum systemate electrico, classificatur ut;
Series Connected Controller
Shunt Connected Controller
Combined Series-Series Controller
Combined Shunt-Series Controller
Series-Connected Controllers
Controlleres serie iuncti voltam in serie cum linea voltaginis introducunt, saepe utendo capacitive aut inductiva impedimenta. Principale munus est ut variabilem potentiareactivam subministrare aut absorbere possint secundum necessitatem.
Cum linea transmissoria gravis onerata sit, incrementum demandae potentiareactivae per activandum elementa capacitive in controller series satisfacitur. Contrariwise, sub levi onere—ubi diminutio demandae potentiareactivae causat finalem receptivam tensionem superare initialem emissivam tensionem—elementa inductiva ad absorbendum excessum potentiareactivam utuntur, stabilizando systema.
In plerisque applicationibus, condensatores prope fines lineae installantur ad demandam potentiareactivam compensandam. Communes instrumenta ad hoc scopum sunt Thyristor Controlled Series Capacitors (TCSC) et Static Synchronous Series Compensators (SSSC). Figura basic configurationis controlleris serie iuncti infra demonstratur.
Shunt-Connected Controllers
Controlleres shunt iuncti currentem in systema electricum ad punctum suum iunctionis injectant, utentes variabilibus impedimentis sicut condensatores et inductores—similia principiis controlleribus serie sed differentia in modo iunctionis.
Shunt Capacitive Compensation
Quando condensor paralleliter cum systemate electrico iungitur, methodus dicitur shunt capacitive compensation. Lineae transmissoriae cum oneribus inductivis magnis saepe operantur ad factor potentiae retardante. Condensatores shunt hanc conditionem corrigunt trahendo currentem qui praecedit tensionem fontis, compenso oneri retardante et meliorando totalem factorem potentiae.
Shunt Inductive Compensation
Quando inductor paralleliter iungitur, methodus dicitur shunt inductive compensation. Haec minus communiter in retibus transmissoriis usatur, sed critica fit pro lineis longissimis: sub nullius oneris, levi oneris, vel disiuncti oneris conditionibus, effectus Ferranti causat finalem receptivam tensionem superare initialem emissivam tensionem. Compensatores inductivi shunt (sicut reactors) adsorbent excessum potentiareactivam ad mitigandum huiusmodi incrementum tensionis.
Exempla systematum controlleris shunt iuncti includunt Static VAR Compensators (SVC) et Static Synchronous Compensators (STATCOM).
Combined Series-Series Controllers
In systematis transmissionis multi-line, controlleres combinati series-series utuntur set independentium controllerum serie operantium in coordinatione. Hoc configuratio singularem compensationem reactivam serie pro quaque linea permittit, certificans supportum adaptatum pro omni circuitu.
Praeterea, haec systemata transferre potentiam realem inter lineas per dedicatum vinculum potentiae possunt. Vel adoptant designum unificatum ubi termini DC converterum interconnectantur—hoc setup directe facit transferre potentiam realem ad lineas transmissionis. Exemplum representativum huiusmodi systematis est Interlink Power Flow Controller (IPFC).
Combined Shunt-Series Controllers
Hic typus controlleris duos componentes functionales integrat: controllerem shunt qui injectat voltam paralleliter cum systemate, et controllerem serie qui injectat currentem in serie cum linea. Crucialiter, duo haec componentia in operatione coordinata perficiunt ad optimizandum performance totale. Exemplum prominens huiusmodi systematis est Unified Power Flow Controller (UPFC).
Types of FACTS Devices
Diversorum FACTS dispositiva ad diversarum applicationum necessitates elaborata sunt. Infra est synopsis de controlleribus FACTS maxime communiter usatis, categorizatis per eorum typum functionalem:
Series Compensators:
Shunt Compensators:
Series-Series Compensators:
Series-Shunt Compensators:
Examinemus breviter unicuique compensatori:
Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC)
TCSC introducit reactantiam capacitive in serie cum systemate electrico. Structura eius core includit bancam condensatorum (compositam ex multis condensatoribus in serie-parallel configuratione) iunctam paralleliter cum reactorum thyristor-controlled. Hoc designum permittit adjustmentem capacitationis serie variabilem et smooth.
Thyristors regulant impedimentum systematis per controllem anguli firing, quod in turnum adjustat impedimentum circuiti totalis. Diagramma block simplificatum TCSC infra demonstratur.
Thyristor Controlled Series Reactor (TCSR)
TCSR est compensator series qui praebet inductivam reactantiam variabilem. Designum eius analogum est TCSC, cum differentia principalis esse condensator substitutus per reactor.
Reactor cessat conductionem quando angulus firing thyristorum attingit 180°, et incipit conducere quando angulus firing minor est quam 180°. Diagramma basicum Thyristor Controlled Series Reactoris (TCSR) infra demonstratur.
Thyristor Switched Series Capacitor (TSSC)
TSSC est technica compensationis series simile principiis TCSR sed cum differentia operationis: dum TCSR potestatem controllet per adjustmentem angulorum firing thyristorum (faciens regulationem gradatim), TSSC thyristors operantur in modo simplici "on/off" sine adjustmente anguli firing. Hoc significat condensator vel perfecte connectitur ad lineam vel totaliter disconnectitur.
Haec operationis simplificatio reducit complexitatem et costum tam thyristorum quam controlleris totius. Diagramma basicum TSSC idem est diagrammate TCSC.
Static Synchronous Series Compensator (SSSC)
SSSC est dispositivum compensationis series usum in systematibus transmissionis ad regulandum fluxum potenti per controllem impedimenti equivalentis lineae. Voltus output eius est totaliter controllabilis et independens a currente lineae—per adjustmentem huius voltus, impedimentum effective lineae precise modulari potest.
Functionaliter, SSSC agit sicut generator staticus synchronus iunctus in serie cum linea transmissionis. Scopus eius primarius est adjustare decrementum voltage across lineae, ita controllando fluxum potenti. SSSC injectat voltum qui est in quadrature (90° phase shift) cum currente lineae: si injectatus voltus praecedat currentem, praebet compensationem capacitive; si sequatur currentem, praebet compensationem inductivam. Diagramma basicum Static Synchronous Series Compensator infra demonstratur.
Static VAR Compensator (SVC)
Static VAR Compensator (SVC) constat ex banco condensatorum fixo iuncto paralleliter cum reactorum thyristor-controlled. Angulus firing thyristorum regulat operationem reactoris, directe controllando voltum across inductor—et sic quantitatem potenti quod trahit.
Haec configuratio SVC permittit adjustmentem dynamicam output potentiareactivae, stabilizans tensionem et meliorans factorem potentiae in systemate transmissionis. Diagramma basicum Static VAR Compensator infra demonstratur.
Static VAR Compensator (SVC) Applications
SVCs sunt dispositiva versatilia usura ad meliorandum performance systematis electrici, cum functionibus clavibus includentibus:
Sunt etiam late adoptata in settingis industrialibus pro managemento potentiareactivae et melioratione qualitatis potentiae. Infra est synopsis de configurationibus SVC maximis communiter usatis:
Thyristor Controlled Reactor (TCR)
TCR constat ex reactorum iuncto in serie cum valva thyristor—specificum, duobus thyristoribus iunctis in anti-parallel. Hi thyristores alternatim conducunt durante unicuique semicyclo supply AC, cum circuitus controllem delivering firing pulses to the thyristors every half-cycle.
Angulus firing thyristorum determinat quantitatem potentiareactivae retardantis supplendam ad systema. TCRs communiter deployuntur in lineis EHV (Extra High Voltage), ubi praebent compensationem potentiareactivae sub conditionibus levis oneris vel nullius oneris. Diagramma basicum Thyristor Controlled Reactoris infra demonstratur.
Thyristor Switched Capacitor (TSC)
Sub oneribus gravibus, demanda potentiareactivae crescens—et Thyristor Switched Capacitors (TSCs) designantur ad satisfaciendum huic incremento demandae. Communiter deployuntur in lineis EHV sub periodis alti oneris.
TSC partit structurae principium cum TCR, sed cum substitutione componentis clavi: reactor in TCR substituitur per condensator. Sicut TCR, TSC regulat quantitatem potentiareactivae supplendam ad lineam transmissionis per adjustmentem anguli firing thyristorum. Diagramma basicum Thyristor Switched Capacitor (TSC) infra demonstratur.
Thyristor Switched Reactor (TSR)
TSR structuraliter similis est Thyristor Controlled Reactori (TCR) sed differit in operatione: dum TCR adjustat currentem per controllem angulorum firing thyristorum (faciens phase control), TSR thyristores operantur in modo binario "on/off" sine phase control. Hoc significat reactor vel perfecte connectitur ad circuitum vel totaliter disconnectitur.Absence controllem anguli firing simplificat designum, reducens costum thyristorum et minimizans switching losses. Diagramma basicum TSR idem est diagrammate TCR.
Static Synchronous Compensator (STATCOM)
STATCOM est dispositivum power electronics-based voltage source converter (VSC) quod regula performance systematis transmissionis subministrando vel absorbendo potentiareactivam—et potest etiam supportum potentiare activi praebere quando necessarium. Especialiter efficax est in lineis transmissionis cum mala factore potentiae et regulatione tensionis, faciens ipsum dispositivum wide usatum ad meliorandum stabilitatem tensionis in systematibus electricis.
STATCOM operatur utendo condensatore carico ut fontem input DC, quod convertitur in tensionem AC triphasica per inverterem voltage-controlled. Output inverteris synchronizatur cum systemate AC, et dispositivum connectitur in shunt cum lineam transmissionis per transformator coupling. Per adjustmentem output inverteris, potentiareactivam (et potentiare activam) subministratam a STATCOM precise controlari potest. Diagramma basicum STATCOM infra demonstratur.
Interline Power Flow Controller (IPFC)
IPFC est technica compensationis designata pro systematibus transmissionis multi-line, caracterizans multos converters ligatos per bus DC communem—unicus converter connectitur ad separatam lineam transmissionis.
Capabilitas principalis horum converterum est transferre potentiam realem, permitens ut et potentiareactivam et potentiare activam sint balanceata inter lineas interconnectatas. Hoc control coordinatum augmentat efficaciam et stabilitatem systematis totius in retibus multi-line. Diagramma basicum IPFC infra demonstratur.
Unified Power Flow Controller (UPFC)
UPFC integrit Static Synchronous Compensator (STATCOM) et Static Synchronous Series Compensator (SSSC) via link DC voltage communis, combinans functiones suas in unum systema. Utilizat par pontes triphasicos controllabiles ad generandum currentem, qui injectatur in lineam transmissionis per transformator coupling.
UPFC excellit in meliorando multos aspectus performance systematis electrici, includens stabilitatem tensionis, stabilitatem anguli potenti, et damping systematis. Potest precise controlare et potentiareactivam et potentiare activam in lineis transmissionis. Optime tamen operatur sub conditionibus sine wave balancatis et non efficaciter sub statibus systematis abnormalibus. UPFC etiam adhibetur ad suppressendum oscillationes systematis et meliorandum stabilitatem transientem. Diagramma basicum Unified Power Flow Controller (UPFC) infra demonstratur.
