جبران ساز توان راکتیور

تجهیز SVC

جبران‌کننده استاتیکی توان راکتیو (SVC-Static Var Compensator) یکی تجهیز الکتریکی است که به‌طور عمده برای جبران آنی توان راکتیو در شبکه‌های انتقال برق ولتاژ بالا طراحی شده است. این تجهیزات به منظور کنترل نوسانات ولتاژ دینامیکی تحت شرایط مختلف سیستم و بهبود عملکرد کلی سیستم انتقال و توزیع در شبکه قدرت استفاده می‌شوند. با توجه به ویژگی‌های خاص خود SVCها جزو خانواده سیستم‌های انتقال متناوب AC انعطاف‌پذیر (FACTS) محسوب شده و برای تنظیم ولتاژ و تثبیت سیستم بکار می‌روند.

شبکه‌های انتقال برق به‌ویژه در مقیاس بالا نیاز به تنظیم دقیق توان راکتیو دارند. بارهای الکتریکی می‌توانند هم توان راکتیو تولید کرده و هم جذب نمایند. این مسئله به‌ویژه در مواقعی که بار مصرفی در ساعات مختلف شبانه‌روز تغییر می‌کند، اهمیت زیادی دارد. در چنین شرایطی، تعادل توان راکتیو در شبکه به‌طور قابل‌توجهی تغییر کرده و سبب بروز مشکلاتی مانند تغییرات دامنه ولتاژ، افت ولتاژ یا حتی فروپاشی ولتاژ می‌شود. SVC با تنظیم آنی توان راکتیو در سیستم و ایجاد تعادل، از بروز این مشکلات جلوگیری کرده و به بهبود کیفیت و پایداری شبکه کمک می‌کند.

یکی از کاربردهای مهم SVC در صنایع فولادسازی است به خصوص کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) و کوره‌های القایی (LF)است که ضربات توان اکتیو و راکتیو ناشی از عملکرد این کوره‌ها، سبب نوسانات ولتاژ و پدیدار شدن پدیده‌ای به‌نام "فلیکر" می‌شود. این پدیده به تغییرات سریع و غیرمنتظره در ولتاژ سیستم اطلاق می‌شود که می‌تواند کیفیت برق را تحت تأثیر قرار دهد و مشکلاتی را برای سایر دستگاه‌های متصل به شبکه ایجاد کند. همچنین جریان‌های هارمونیکی که از عملکرد کوره قوس الکتریکی ناشی می‌شود، موجب نوسان ولتاژ و افت کیفیت برق در شبکه می‌گردد. بار نامتعادل ۳ فاز که معمولاً در سیستم‌های صنعتی مانند EAF مشاهده می‌شود سبب ایجاد مولفه‌های توالی منفی و کاهش ضریب توان می‌شود که تأثیرات منفی بر پایداری شبکه خواهد گذاشت.

تکفا | شرکت مهندسی تکفا | جبران ساز توان راکتیو1

تجهیز STATCOM

تجهیزات STATCOM-Static Synchronous Compensator یک جبران‌کننده استاتیکی توان راکتیو بر مبنای مبدل‌های قدرت  (Power Unit)می باشد که یکی از پیشرفته‌ترین تجهیزات در حوزه سیستم‌های انتقال متناوب انعطاف‌پذیر (FACTS) محسوب می­شود. این تجهیز به منظور بهبود عملکرد، پایداری و کیفیت توان در شبکه‌های قدرت طراحی شده است. این تجهیز، مانندSVC، به طور خاص برای کنترل ولتاژ و جبران توان راکتیو در شبکه‌های برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. STATCOM به دلیل طراحی مبتنی بر فناوری الکترونیک قدرت، عملکردی سریع‌تر، دقیق‌تر و انعطاف‌پذیرتر نسبت به SVC دارد.

تجهیز STATCOM | تکفا | شرکت مهندسی تکفا

تفاوت‌ها و مزایای STATCOM نسبت به SVC:

  1. پاسخ‌دهی سریع‌تر:

STATCOM به دلیل استفاده از ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق (Insulated-Gate Bipolar Transistor یا IGBT) امکان تغییر توان راکتیو به صورت سریع‌تر و دقیق‌تر نسبت به SVC را فراهم می‌کند.

  1. عملکرد بهتر در ولتاژهای پایین:

در شرایط کاهش ولتاژ، توان راکتیو تولیدی STATCOM تقریباً ثابت باقی می‌ماند، در حالی که توان تولیدی SVC با افت ولتاژ کاهش می‌یابد.

  1. طراحی فشرده‌تر و ابعاد کوچک‌تر:

STATCOM به دلیل امکان حذف تجهیزات حجیمی مانند سلف‌ها و خازن‌ها (هارمونیک فیلترها)، فضای کمتری اشغال کرده و طراحی ساده‌تری دارد.

  1. توانایی کنترل توان اکتیو و راکتیو:

STATCOM می‌تواند علاوه بر توان راکتیو، توان اکتیو را نیز در صورت اتصال به منبع ذخیره انرژی کنترل کند.

  1. عملکرد در شرایط غیرخطی و هارمونیکی:

به دلیل استفاده نرخ پاسخ دهی بهتر STATCOM توانایی بیشتری در فیلتر کردن هارمونیک‌ها و بهبود کیفیت توان دارد.

  1. قابلیت بهره‌برداری در شبکه‌های دینامیک‌تر:

STATCOM در شرایطی که نوسانات ولتاژ و تغییرات سریع در شبکه رخ می‌دهد، عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد.

  1. هزینه‌های نگهداری پایین‌تر:

به دلیل استفاده از قطعات الکترونیک قدرت و نبود تجهیزات مکانیکی حجیم، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات STATCOM کمتر است.

  1. پایداری بیشتر در شرایط خطا:

STATCOM در برابر شرایط گذرای سیستم و خطاهای شبکه، پایداری بیشتری داشته و عملکرد قابل اعتمادتری ارائه می‌دهد.

تاثر تجهیزات SVC و STATCOM در واحدهای فولادسازی

واحدهای فولادسازی به دلیل ماهیت فرآیندهای خود، به تجهیزات جبرانساز توان نیاز دارند تا مشکلات کیفیت توان، نوسانات ولتاژ، و اعوجاج هارمونیکی را مدیریت کنند. این تجهیزات در بهبود عملکرد سیستم قدرت این واحدها نقش مهمی ایفا می‌کنند. مزایای استفاده از SVC و STATCOM در واحدهای فولادسازی به شرح زیر است:

  1. کاهش نوسانات ولتاژ:

با تنظیم توان راکتیو شبکه، نوسانات ولتاژ ناشی از عملکرد کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) و القایی (LF) را کاهش می‌دهد.

  1. کاهش فلیکر ولتاژ:

ضربات ناشی از تغییرات سریع بار در کوره‌های قوس الکتریکی باعث فلیکر می‌شود. SVC این نوسانات را تعدیل کرده و کیفیت توان را بهبود می‌بخشد.

  1. کاهش هارمونیک‌ها:

با استفاده از تجهیزات جانبی مانند فیلترهای هارمونیکی، اعوجاج ولتاژ ناشی از هارمونیک‌های تولید شده توسط تجهیزات فولادسازی را کاهش می‌دهد.

  1. بهبود ضریب توان:

این تجهیز با جبران توان راکتیو، ضریب توان سیستم را بهبود می‌بخشد و باعث کاهش هزینه‌های انرژی مصرفی می‌شود.

  1. افزایش پایداری شبکه محلی:

با تثبیت ولتاژ و تأمین توان راکتیو مورد نیاز، به کاهش اختلالات ناشی از تغییرات بار در شبکه محلی کمک می‌کند.

  1. بهبود کیفیت توان:

STATCOM با کاهش فلیکر و نوسانات ولتاژ، عملکرد تجهیزات حساس موجود در واحد فولادسازی را بهبود می‌بخشد.

هر دو تجهیز نقش کلیدی در جبران توان راکتیو، کاهش فلیکر و نوسانات ولتاژ، و بهبود کیفیت توان در واحدهای فولادسازی دارند. و انتخاب میان این دو تجهیز به نیازهای خاص واحد فولادسازی، شرایط شبکه و محدودیت‌های محیطی وابسته است، اما هر دو در افزایش پایداری و بهره‌وری واحدهای فولادسازی مؤثر هستند.