دانلود مقال هبررسی جبران کننده های توان راکتیو

1-4- اصول و مدل SVC
يك سيستم ايستاي توان راكتيو SVS در حالت كلي داراي اجزاء زير مي‌باشد:
1- ترانسفورماتور كاهنده بين شين ولتاژ بالاي شبكه (HV) و شينه ولتاژ متوسط (MV) كه محل نصب SVC مي‌باشد.
2- SVC و اجزاء آن
3- فيلترهاي هارمونيكي در فركانس اصلي حالت خازني دارند.
4- خازن‌ها و سلف‌هائي كه بطور مكانيكي قطع و وصل مي‌شوند. (MSC) ، (MSR)
5- سيستم كنترل SVC
در شكل 1 نمودار تك‌خطي يك SVC نشان داده شده است. SVC در اين مدل از نوع جبران‌كننده تركيبي مي‌باشد يعني تركيبي از TCR و TSC.
همچنين مشخصه نمودار ولتاژ- جريان SVC كه در شكل 2 نشان داده شده است، بيانگر نواحي كار SVC در حالت ماندگار است.
زماني كه SVC داخل ناحيه كنترلي خودكار مي‌كند قادر به تأمين ولتاژي تقريباً ثابت در پايانه خود مي‌باشد، بنابراين رفتار اين قسمت از مشخصه معادل با يك منبع ولتاژ ايده‌آل سري با راكتاس X و نمايش‌دهنده شيب شخصه (در اين ناحيه) و يا يك سوسپتانس كنترل شده با ولتاژ در نقطه اتصال به شبكه مي‌باشد. اين شيب در حدود 1 الي 5 درصد مي‌باشد.
در حالت كلي مي‌توان SVC را به صورت يك بار راكتيو يا بار سوسپتانسي در نظر گرفت كه توان راكتيو مثبت اين بار، رفتار SVC در ناحيه سلفي و توان راكتيو منفي، رفتار SVC در ناحيه خازني را نشان مي‌دهد.

2- انواع و ساختار SVC‌ها
همانطور كه در بخش قبل ذكر شد SVC‌ها به دو گروه امپدانس متغيير و مبدل الكترونيك قدرت تقسيم مي‌شوند كه در اين فصل به تفكيك به بررسي انواع هر يك از آنان خواهيم پرداخت.
2-1- انواع SVCامپدانس متغير
الف) خازن سوئيچ شونده با تريستور TSC
در شكل 3 اصول كار يك TSC مشخص شده است. مدار TSC شامل يك خازن، دو تريستور به عنوان كليد، يك سلفت كوچك مي‌باشد. سوسپتانس جبران‌كننده توسط كنترل كردن تعداد خازن‌هاي در حال هدايت تنظيم مي‌شود.

همواره هر خازن براي مجموعه‌اي از نيم سيكل‌ها هدايت مي‌كند. سوسپتانس كل تركيبي از K سوسپتانس تكي خواهد بود. بنابراين تغييرات توان راكتيو به صورت پله‌اي خواهد بود. حداكثر پله‌ها براي تعداد معين K سوسپتانس زماني حاصل مي‌شوند كه تمامي آنها متفاوت باشند. البته كنترل اين حالت بسيار پيچيده است. بنابراين از روش دوتايي كه در آن K-1 سوسپتانس برابر و يك سوسپتانس
يعني نصف سايرين است استفاده مي‌شود. در اين حال تعداد تركيب‌ها از K به 2K افزايش مي‌يابد.
قراردادن سلف كوچك سري در اين مجموعه به منظور محدود كردن اثر كليدزني گذرا و ميرا نمودن جريان هجومي و تشكيل يك فيلتر براي حذف هارمونيك‌ها مي‌باشد. توليد هارمونيك در TSC بسيار كم است. بعبارتي جريان تقريباً سينوسي مي‌باشد. ولي به دليل وجود تشديدهاي خطرناك سري با سيستم قدرت در فركانس‌هاي هارمونيكي، بايستي در انتخاب امپدانس سلف سري با توجه به ظرفيت هماهنگ‌سازي دقيق صورت گيرد.
هنگاميكه كليدهاي تريستوري روشن مي‌شوند، خازن تا زماني كه سيگنال روشن شدن به گيت تريستور مي‌رسد به طور دائم در مدار قرار گرفته و باعث توليد توان راكتيو مي‌شود، بعد قطع سيگنال گيت، اگر جريان صفر شد، كليدها قطع و خازن از مدار خارج مي‌شود. وصل خازن در لحظه‌اي انجام مي‌شود كه ولتاژ لحظه‌اي خازن و شبكه تقريباً برابر باشد. در غير اين صورت تغيير ولتاژ لحظه‌اي باعث عبور جريان ضربه‌اي شديد مي‌شود.
ويژگي‌هاي TSC
ساختمان و كنترل ساده و نسبتاً ارزان، كنترل مستقل فازها به سادگي، عدم توليد هارمونيك، داشتن حالت گذراي نسبتاً كم و تلفات كمتر نسبت به ساير SVC‌ها از مزاياي TSC مي‌باشد.
پاسخ ديناميكي TSC سريع بوده و در حدود 5/0 تا 1 سيكل مي‌باشد كه به دليل تأخير در اندازه‌گيري و مدار كنترل، سرعت پاسخ تا 3 تا 10 سيكل فركانس منبع، كاهش مي‌بايد. در مدار سه فاز TSC تأخير بدون در نظرگيري تأخير مدارات جانبي حداكثر مي‌باشد.
ولي تغييرات توان راكتيو در آن به صورت پله‌اي بوده و تنها قادر به توليد توان راكتيو پيش‌فاز است. از ديگر معايب آن، اين است كه ولتاژ تحمل تريستور بايد دو برابر ولتاژ پيك شبكه باشد و با توجه به آرايش شبكه ممكن است امكان تشديد با خازن يا خازن‌هاي TSC وجود داشته باشد.
در عمل به منظور بدست آوردن مشخصه ولتاژ به جريان يكنواخت از يك جبران‌كننده تركيبي كه با اضافه شدن يك TCR به TSC حاصل مي‌شود، استفاده مي‌شود كه توضيح آن در ادامه خواهد آمد.
ب: سلف كنترل شده با تريستور TCR
مدار تك‌فاز آن در شكل 4 نشان داده شده است. مدار TCR شامل يك سلف و دو تريستور به عنوان كليد است و با كنترل زاويه آتش تريستورها مي‌توان جريان سلف را از صفر تا بيشترين تعداد كنترل نمود.