معوض VAR ثابت

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

في الهندسة الكهربائية ، يُعد مُعَوِّض القدرة التفاعلية الثابت ( SVC ) مجموعة من الأجهزة الكهربائية لتوفير قدرة تفاعلية سريعة الاستجابة في شبكات نقل الكهرباء ذات الجهد العالي . [ 1 ] [ 2 ] تُعتبر مُعَوِّضات القدرة التفاعلية الثابتة جزءًا من عائلة أجهزة نظام نقل التيار المتردد المرن (FACTS) [ 3 ] [ 4 ] ، حيث تعمل على تنظيم الجهد، ومعامل القدرة، والتوافقيات، وتحقيق استقرار النظام. لا يحتوي مُعَوِّض القدرة التفاعلية الثابت على أجزاء متحركة كبيرة (باستثناء لوحة المفاتيح الداخلية). قبل اختراع مُعَوِّض القدرة التفاعلية الثابت، كان تعويض معامل القدرة حكرًا على الآلات الدوارة الكبيرة مثل المكثفات المتزامنة أو بنوك المكثفات المُبدَّلة. [ 5 ]

جهاز SVC هو جهاز آلي لمطابقة المعاوقة، مصمم لتقريب معامل القدرة للنظام من الواحد . يُستخدم جهاز SVC في حالتين رئيسيتين:

  • متصل بنظام الطاقة، لتنظيم جهد النقل ("مُعَوِّض الجهد الثابت للنقل").
  • يتم توصيلها بالقرب من الأحمال الصناعية الكبيرة، لتحسين جودة الطاقة ("مُعَوِّض الجهد الثابت الصناعي").

في تطبيقات نقل الطاقة، يُستخدم مُعوض القدرة التفاعلية الثابت (SVC) لتنظيم جهد الشبكة. إذا كان الحمل التفاعلي لنظام الطاقة سعويًا (متقدمًا)، فسيستخدم مُعوض القدرة التفاعلية الثابت مفاعلات يتم التحكم فيها بواسطة الثايرستور لاستهلاك القدرة التفاعلية من النظام، مما يُخفض جهد النظام. في حالة الحمل الاستقرائي (المتأخر)، يتم تشغيل بنوك المكثفات تلقائيًا، مما يوفر جهدًا أعلى للنظام. من خلال توصيل المفاعل الذي يتم التحكم فيه بواسطة الثايرستور، والذي يتميز بخاصية التغيير المستمر، مع بنك مكثفات متدرج، تكون النتيجة النهائية قدرة متقدمة أو متأخرة متغيرة باستمرار.

في التطبيقات الصناعية، يتم وضع أجهزة التحكم في الجهد الثابت (SVCs) عادةً بالقرب من الأحمال العالية والمتغيرة بسرعة، مثل أفران القوس الكهربائي ، حيث يمكنها تنعيم جهد الوميض . [ 1 ] [ 6 ]

وصف

مبدأ

يتكون جهاز تعويض القدرة الثابتة (SVC) عادةً من مجموعة واحدة أو أكثر من المكثفات أو المفاعلات المتوازية الثابتة أو القابلة للتبديل ، حيث يتم تبديل مجموعة واحدة على الأقل منها بواسطة الثايرستورات. تشمل العناصر التي يمكن استخدامها لصنع جهاز تعويض القدرة الثابتة (SVC) عادةً ما يلي:

مخطط أحادي الخط لتكوين نموذجي لوحدة تعويض القدرة الثابتة (SVC)؛ حيث تستخدم مفاعلًا يتم التحكم فيه بواسطة الثايرستور ، ومكثفًا يتم تبديله بواسطة الثايرستور ، ومرشحًا توافقيًا، ومكثفًا يتم تبديله ميكانيكيًا، ومفاعلًا يتم تبديله ميكانيكيًا.

بفضل تعديل زاوية الطور الذي يتم التحكم فيه بواسطة الثايرستورات، يمكن إدخال المفاعل في الدائرة بشكل متغير، مما يوفر حقنًا (أو امتصاصًا) متغيرًا باستمرار للطاقة التفاعلية (VAR ) للشبكة الكهربائية. [ 2 ] في هذا التكوين، يتم توفير تحكم تقريبي في الجهد بواسطة المكثفات؛ بينما يوفر المفاعل الذي يتم التحكم فيه بواسطة الثايرستورات تحكمًا سلسًا. ويمكن توفير تحكم أكثر سلاسة ومرونة أكبر باستخدام مفاتيح المكثفات التي يتم التحكم فيها بواسطة الثايرستورات. [ 7 ]

مفاعل يتم التحكم فيه بواسطة الثايرستور (TCR)، موضح بوصلة دلتا
مكثف مُبدَّل بالثايرستور (TSC)، موضح بوصلة دلتا

تُتحكم الثايرستورات إلكترونيًا. وكما هو الحال مع جميع أشباه الموصلات، تُولّد الثايرستورات حرارة، ويُستخدم الماء منزوع الأيونات عادةً لتبريدها. [ 5 ] يؤدي تقطيع الحمل التفاعلي في الدائرة بهذه الطريقة إلى حقن توافقيات فردية غير مرغوب فيها ، ولذلك تُستخدم عادةً مجموعات من مرشحات الطاقة العالية لتنعيم شكل الموجة. ونظرًا لأن المرشحات نفسها سعوية، فإنها تُصدّر أيضًا ميغا فولت أمبير تفاعلي إلى نظام الطاقة.

تُعدّ الترتيبات الأكثر تعقيدًا عمليةً عند الحاجة إلى تنظيم دقيق للجهد. ويتم توفير تنظيم الجهد بواسطة وحدة تحكم ذات حلقة مغلقة . [ 7 ] كما يشيع استخدام التحكم الإشرافي عن بُعد والتعديل اليدوي لنقطة ضبط الجهد.

اتصال

عمومًا، لا تتم عملية تعويض القدرة التفاعلية الثابتة عند جهد الخط؛ إذ تقوم مجموعة من المحولات بخفض جهد النقل (على سبيل المثال، 230 كيلوفولت) إلى مستوى أقل بكثير (على سبيل المثال، 9.0 كيلوفولت). [ 5 ] هذا يقلل من حجم وعدد المكونات المطلوبة في مُعوض القدرة التفاعلية الثابتة، على الرغم من ضرورة أن تكون الموصلات كبيرة جدًا لتحمل التيارات العالية المصاحبة للجهد المنخفض. في بعض مُعوضات القدرة التفاعلية الثابتة للتطبيقات الصناعية، مثل أفران القوس الكهربائي ، حيث قد يوجد قضيب توزيع متوسط ​​الجهد (على سبيل المثال عند 33 كيلوفولت أو 34.5 كيلوفولت)، يمكن توصيل مُعوض القدرة التفاعلية الثابتة مباشرةً لتوفير تكلفة المحول.

نقطة اتصال شائعة أخرى لـ SVC هي على الملف الثالثي دلتا للمحولات الذاتية الموصولة على شكل Y المستخدمة لتوصيل جهد نقل واحد بجهد آخر.

تكمن الطبيعة الديناميكية لـ SVC في استخدام الثايرستورات الموصولة على التوالي والتوازي العكسي، لتشكيل "صمامات الثايرستور". عادةً ما توضع أشباه الموصلات القرصية الشكل، والتي يبلغ قطرها عادةً عدة بوصات، داخل "غرفة الصمامات".

المزايا

تتمثل الميزة الرئيسية لأجهزة تعويض القدرة التفاعلية الثابتة (SVCs) مقارنةً بأنظمة التعويض الميكانيكية البسيطة في استجابتها شبه الفورية لتغيرات جهد النظام. [ 7 ] ولهذا السبب، غالبًا ما يتم تشغيلها بالقرب من نقطة الصفر لتعظيم تصحيح القدرة التفاعلية الذي يمكنها توفيره بسرعة عند الحاجة.

بشكل عام، تُعدّ هذه الأنظمة أرخص وأعلى سعة وأسرع وأكثر موثوقية من أنظمة التعويض الديناميكي مثل المكثفات المتزامنة. [ 7 ] ومع ذلك، فإنّ مُعوضات القدرة التفاعلية الثابتة أغلى ثمناً من المكثفات ذات التبديل الميكانيكي، لذا يستخدم العديد من مُشغّلي الأنظمة مزيجاً من التقنيتين (أحياناً في نفس المنشأة)، حيث يستخدم مُعوض القدرة التفاعلية الثابت لدعم التغييرات السريعة، بينما تستخدم المكثفات ذات التبديل الميكانيكي لتوفير قدرة تفاعلية مستقرة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 دي كوك، يان؛ شتراوس، كوبوس (2004). التوزيع العملي للطاقة في الصناعة . إلسيفير . ص 74-75 . ISBN  978-0-7506-6396-0.
  2. 1 2 ديب ، أنجان ك. (29/06/2000). نظام سعة خط الكهرباء . الصحافة اتفاقية حقوق الطفل . ص 169 – 171. ISBN  978-0-8493-1306-6.
  3. ↑ سونغ، واي إتش، جونز، إيه تي. أنظمة نقل التيار المتردد المرنة. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. رقم ISBN 0-85296-771-3.
  4. ↑ هينغوراني، إن جي وجيوجي، إل. فهم أنظمة نقل التيار المتردد المرنة (FACTS) - مفاهيم وتكنولوجيا أنظمة نقل التيار المتردد المرنة. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). رقم ISBN 0-7803-3455-8.
  5. 1 2 3 رايان، إتش إم (2001). هندسة واختبار الجهد العالي . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 160-161 . ISBN  978-0-85296-775-1.
  6. ↑ أريلاغا، ج.؛ واتسون، ن. ر. (21-11-2003). توافقيات نظام الطاقة . وايلي. ص 126. ISBN  978-0-470-85129-6.
  7. 1 2 3 4 باديار، ك. ر. (1998). تحليل الرنين دون التزامني في أنظمة الطاقة . سبرينغر. ص 169-177 . ISBN  978-0-7923-8319-2.

[ 1 ]

  1. ↑ "دليل مولد القدرة التفاعلية الثابتة" (ملف PDF) . شركة YT Electric . شركة YT Electric.