دستگاه های جبران توان واکنشی در سیستم های برق ضروری هستند. نقش اصلی آنها تقویت ضریب توان سیستم های عرضه و توزیع است, بنابراین بهبود استفاده از تجهیزات انتقال و پست, افزایش راندمان الکتریکی, و کاهش هزینه های برق. علاوه بر, نصب دستگاه های جبران توان واکنشی پویا در مکانهای استراتژیک در امتداد خطوط انتقال مسافت طولانی می تواند ثبات سیستم را تقویت کند, ظرفیت انتقال, و ولتاژ را در انتهای دریافت و در سراسر شبکه تثبیت کنید.

تجهیزات جبران توان واکنشی از طریق چندین مرحله توسعه تکامل یافته است. نمونه اولیه, کندانسور همزمان, حجیم و پرهزینه بود و به تدریج از بین رفته است. روش دوم, با استفاده از خازن های شنت, مزایای کم هزینه و سهولت نصب و استفاده را ارائه می دهد. هر چند, به دلیل هارمونیک بالقوه و سایر مسائل مربوط به کیفیت قدرت در سیستم, استفاده از خازن های خالص کمتر رایج شده است.

روش فعلی جبران خازن راکتور سری به طور گسترده ای برای تقویت فاکتور قدرت اتخاذ شده است. برای سیستم های کاربر با تولید مداوم و تغییرپذیری بار کم, جبران ثابت با خازن های ثابت (FC) به طور کلی توصیه می شود. متناوب, جبران خودکار کنترل شده توسط کنتاکتورها و در مراحل اجرا شده برای سیستم های عرضه و توزیع ولتاژ متوسط ​​و پایین مناسب است.

جبران سریع هنگامی که تغییرات بار سریع یا در صورت بارهای شوک وجود دارد ضروری است, مانند میکسرهای صنعت لاستیک, جایی که نیاز به قدرت واکنشی سیستم به سرعت در نوسان است. هر چند, خازن های مورد استفاده در سیستم های جبران اتوماتیک قدرت واکنشی استاندارد پس از قطع و حذف از شبکه ، ولتاژ باقیمانده را حفظ می کنند. بزرگی این ولتاژ باقیمانده غیرقابل پیش بینی است و نیاز دارد 1-3 دقیقه برای ترشحات. از این رو, اتصال مجدد به شبکه باید صبر کند تا ولتاژ باقیمانده توسط مقاومت تخلیه داخلی خازن به زیر 50 ولت کاهش یابد, جلوگیری از پاسخ سریع. علاوه بر این, وجود هارمونیک های قابل توجه در سیستم به معنای دستگاه های جبران فیلتر تنظیم شده LC است, شامل خازن ها و راکتورها در سری, برای اطمینان از ایمنی خازن به ظرفیت قابل توجهی نیاز دارد. این همچنین می تواند منجر به جبران بیش از حد سیستم شود, منجر به یک سیستم خازنی.

جبران کننده استاتیک وار استاتیک (SVC), یک نوع دستگاه جبران قدرت واکنش پذیر استاتیک, بدین ترتیب توسعه یافت. پیکربندی معمولی آن از یک راکتور کنترل شده با تریستور تشکیل شده است (TCR) همراه با یک خازن ثابت (FC) بانک, اغلب نیاز به اتصال سری با بخش خاصی از راکتورها دارد. اهمیت SVC در توانایی آن در تنظیم مداوم قدرت واکنشی با تعدیل زاویه تأخیر تحریکی تریستورها در TCR نهفته است. SVC ها در درجه اول در سیستم های توزیع قدرت ولتاژ متوسط ​​و بالا استفاده می شوند و به ویژه برای سناریوها با ظرفیت های بار زیاد مناسب هستند, مسائل شدید هارمونیک, بارهای شوک, و نرخ بالای تغییر بار, مانند آسیاب های فلزی, صنعت لاستیک, متالورژی غیر پیشرونده, پردازش فلزی, و راه آهن پر سرعت.

با پیشرفت فناوری الکترونیک برق, به ویژه با ظهور دستگاه های IGBT و تکنیک های کنترل پیشرفته, نوع جدیدی از تجهیزات جبران توان واکنشی پدیدار شده است, متمایز از طرح های سنتی بر اساس خازن ها و راکتورها. این تجهیزات ژنراتور استاتیک VAR است (SVG), که از فناوری کنترل مدولاسیون عرض پالس PWM برای تولید قدرت واکنشی خازنی استفاده می کند یا قدرت واکنشی القایی را جذب می کند. برخلاف سیستم های سنتی, SVG ها به خازن ها بسیار متکی نیستند بلکه به مدارهای مبدل از نوع پل با استفاده از فناوری چند سطحی یا فناوری PWM متکی نیستند, از بین بردن نیاز به محاسبات امپدانس سیستم در هنگام استفاده. علاوه بر این, SVG مزایای یک ردپای کوچکتر و امکان تنظیم سریع و هموار قدرت واکنشی را بر اساس پویا مداوم ارائه می دهد, ارائه جبران خازنی و القایی دو طرفه.

تجزیه و تحلیل تطبیقی ​​دستگاههای جبران قدرت واکنشی SVG و SVC

1. اصول مختلف

بوها. SVC را می توان به عنوان یک منبع تغذیه واکنشی پویا مشاهده کرد. بر اساس نیازهای اتصال شبکه, این یا می تواند قدرت واکنشی خازنی را به شبکه عرضه کند یا قدرت واکنشی استقراء اضافی شبکه را جذب کند. این با اتصال یک بانک خازن حاصل می شود, به طور معمول یک بانک فیلتر, به شبکه. وقتی شبکه به قدرت واکنش زیادی احتیاج ندارد, هرگونه قدرت واکنشی خازنی اضافی توسط یک راکتور متصل به موازی جذب می شود. جریان راکتور توسط یک گروه دریچه تریستور کنترل می شود. با تنظیم زاویه فاز تحریک تریستور, مقدار RMS جریان جریان از طریق راکتور قابل تغییر است. این تضمین می کند که SVC در نقطه دسترسی شبکه فقط قدرت واکنشی کافی برای تثبیت ولتاژ در محدوده مشخص شده فراهم می کند, بدین ترتیب قدرت واکنشی شبکه را جبران می کند.

شرح. SVG از اینورتر با قدرت بالا به عنوان هسته خود استفاده می کند. با تنظیم دامنه و فاز ولتاژ خروجی اینورتر, یا کنترل مستقیم دامنه و فاز جریان جانبی AC, SVG به سرعت قدرت واکنشی لازم را جذب یا ساطع می کند. این تنظیم سریع و پویا از قدرت واکنشی را امکان پذیر می کند.

2. سرعت پاسخ متفاوت

سرعت پاسخ SVC به طور کلی از 20-40ms متغیر است, در حالی که پاسخ SVG از 10ms تجاوز نمی کند, اجازه سرکوب مؤثرتر نوسانات ولتاژ و سوسو زدن. با همان ظرفیت جبران خسارت, SVG بهترین نتایج را در کاهش نوسان ولتاژ و سوسو زدن ارائه می دهد.

3. خصوصیات مختلف ولتاژ کم

SVG مانند یک منبع فعلی رفتار می کند, با ظرفیت خروجی آن حداقل تحت تأثیر ولتاژ اتوبوس قرار می گیرد. این کیفیت به SVG مزیت قابل توجهی در برنامه های کنترل ولتاژ می دهد. ولتاژ سیستم پایین تر است, تنظیم قدرت واکنشی پویا تر ضروری می شود. خصوصیات برتر ولتاژ برتر SVG به این معنی است که خروجی جریان واکنشی آن مستقل از ولتاژ سیستم است. می توان آن را کنترل کرد, منبع جریان ثابت که همچنان به تحویل جریان واکنش پذیر حتی در صورت افت ولتاژ سیستم ادامه می دهد, نشان دادن ظرفیت اضافه بار قوی. در مقابل, SVC ویژگی های نوع امپدانس را نشان می دهد, با ظرفیت خروجی به شدت تحت تأثیر ولتاژ اتوبوس قرار دارد. با کاهش ولتاژ سیستم, ظرفیت SVC برای خروجی جریان واکنشی متناسب کاهش می یابد, فاقد توانایی رسیدگی به اضافه بار. در نتیجه, جبران قدرت واکنشی SVG تحت تأثیر ولتاژ سیستم است, در حالی که ظرفیت جبران خسارت SVC با کاهش ولتاژ سیستم کاهش می یابد.

4 عملکرد ایمنی عملکرد متفاوت

SVC واکنش پذیری تنظیم شده با تریستور و خازن های متعدد را به عنوان وسیله اصلی جبران توان واکنشی می گیرد, که بسیار مستعد پدیده تقویت رزونانس است, منجر به تصادفات ایمنی, و هنگامی که ولتاژ سیستم بسیار نوسان می کند, اثر جبران خسارت بسیار تحت تأثیر قرار می گیرد, و از دست دادن عملیات بزرگ است; خازن های پشتیبانی SVG نیازی به تنظیم یک بانک فیلتر ندارند, و پدیده تقویت رزونانس وجود ندارد, و SVG یک دستگاه جبران خسارت فعال است, و این یک دستگاه منبع فعلی است که از IGBT تشکیل شده است, که یک دستگاه قابل تعویض است, از این رو از پدیده رزونانس اجتناب کرده و عملکرد ایمنی عملکرد را بسیار بهبود می بخشد. SVG یک دستگاه جبران خسارت فعال است, که یک دستگاه منبع فعلی است که از دستگاه قابل تعویض IGBT تشکیل شده است, از این رو از پدیده رزونانس اجتناب کرده و عملکرد ایمنی عملکرد را بسیار بهبود می بخشد.

5. خصوصیات هارمونیک مختلف

SVC از یکسو کننده های کنترل شده سیلیکون استفاده می کند (اسکله) برای مدیریت امپدانس اساسی معادل راکتور. این نه تنها باعث می شود که هارمونیک سیستم را مستعد شود بلکه باعث ایجاد تعداد قابل توجهی از هارمونیک می شود. برای کاهش این, SVC باید با یک بانک فیلتر جفت شود تا انتشار هارمونیک خود را از بین ببرد. از طرف دیگر, SVG از فناوری پل تک فاز سه سطح استفاده می کند, قادر به تولید شکل موج ولتاژ پنج سطح در یک مرحله واحد, و از روشهای مدولاسیون پالس تغییر فاز حامل استفاده می کند. این رویکرد باعث می شود SVG تحت تأثیر هارمونیک های سیستم کمتر باشد و حتی آن را قادر به سرکوب آنها کند. SVG با ترکیب تکنیک هایی مانند ضرب ، محتوای هارمونیک در جریان جبران را به طور قابل توجهی کاهش می دهد, چند سطحی, یا مدولاسیون عرض پالس, مزیت نسبت به SVC.

6. نیازهای مختلف فضایی

SVG فضایی را اشغال می کند 1/2 به 2/3 کوچکتر از SVC هنگام تأمین همان ظرفیت جبران خسارت. استفاده SVG از راکتورهای کمتری و خازن ها به طور قابل توجهی هم اندازه و هم ردپای دستگاه را کاهش می دهد. در مقابل, راکتورهای SVC نه تنها بزرگتر هستند بلکه به فضای بیشتری برای نصب نیز نیاز دارند, در نتیجه یک ردپای کلی بزرگتر.