Urządzenie do kompensacji mocy biernej, zwane także urządzeniem do korekcji współczynnika mocy, jest niezbędne w systemie elektroenergetycznym.Jego główną funkcją jest poprawa współczynnika mocy systemu zasilania i dystrybucji, a tym samym zwiększenie efektywności wykorzystania urządzeń przesyłowych i podstacji, poprawa efektywności energetycznej i zmniejszenie kosztów energii elektrycznej.Dodatkowo zainstalowanie w odpowiednich lokalizacjach urządzeń dynamicznej kompensacji mocy biernej w dalekobieżnych liniach przesyłowych może poprawić stabilność systemu przesyłowego, zwiększyć zdolność przesyłową oraz ustabilizować napięcie po stronie odbiorczej i w sieci. Urządzenia do kompensacji mocy biernej przeszły przez proces kilka etapów rozwoju.Na początku typowymi przedstawicielami były urządzenia przyspieszające fazę synchroniczną, ale stopniowo je wycofywano ze względu na ich duży rozmiar i wysoki koszt.Drugą metodą było zastosowanie kondensatorów równoległych, których głównymi zaletami były niski koszt oraz łatwość instalacji i użytkowania.Jednakże metoda ta wymaga rozwiązania takich problemów, jak harmoniczne i inne problemy z jakością energii, które mogą występować w systemie, a stosowanie czystych kondensatorów stało się mniej powszechne. Obecnie szeroko stosowaną metodą poprawy współczynnika mocy jest urządzenie do kompensacji kondensatorów szeregowych.Gdy obciążenie systemu użytkownika ma charakter ciągły i szybkość zmian obciążenia nie jest duża, ogólnie zaleca się stosowanie trybu stałej kompensacji z kondensatorami (FC).Alternatywnie można zastosować tryb automatycznej kompensacji sterowany stycznikami i przełączaniem stopniowym, który jest odpowiedni zarówno dla systemów zasilania i dystrybucji średniego, jak i niskiego napięcia. Do szybkiej kompensacji w przypadku szybkich zmian obciążenia lub obciążeń udarowych, np. podczas mieszania w przemyśle gumowym maszyn, w których zapotrzebowanie na moc bierną zmienia się szybko, konwencjonalne układy automatycznej kompensacji mocy biernej, które wykorzystują kondensatory, mają ograniczenia.Kiedy kondensatory są odłączone od sieci energetycznej, pomiędzy dwoma biegunami kondensatora występuje napięcie szczątkowe.Nie można przewidzieć wielkości napięcia szczątkowego i wymaga to czasu rozładowania wynoszącego 1–3 minuty.Dlatego też przerwę między ponownym podłączeniem do sieci energetycznej należy odczekać, aż napięcie szczątkowe spadnie poniżej 50 V, co skutkuje brakiem szybkiej reakcji.Dodatkowo, ze względu na obecność dużej ilości harmonicznych w systemie, dostrojone LC urządzenia kompensacyjne składające się z kondensatorów i dławików wymagają dużej pojemności, aby zapewnić bezpieczeństwo kondensatorów, ale mogą również prowadzić do nadmiernej kompensacji i powodować awarię systemu stają się pojemnościowe. Zatem statyczny kompensator var (SVC) urodził się.Typowy przedstawiciel SVC składa się z reaktora sterowanego tyrystorowo (TCR) i stałego kondensatora (FC).Ważną cechą statycznego kompensatora var jest jego zdolność do ciągłej regulacji mocy biernej urządzenia kompensacyjnego poprzez kontrolowanie kąta opóźnienia zadziałania tyrystorów w TCR.SVC jest stosowany głównie w systemach dystrybucji średniego i wysokiego napięcia i jest szczególnie odpowiedni w scenariuszach o dużej obciążalności, poważnych problemach z harmonicznymi, obciążeniach udarowych i dużych szybkościach zmian obciążenia, takich jak huty stali, przemysł gumowy, metalurgia metali nieżelaznych, obróbka metali i szyny dużych prędkości. Wraz z rozwojem technologii energoelektroniki, w szczególności pojawieniem się urządzeń IGBT i postępem w technologii sterowania, pojawił się inny typ urządzenia do kompensacji mocy biernej, który różni się od tradycyjnych urządzeń opartych na kondensatorach i reaktorach .Jest to statyczny generator Var (SVG), który wykorzystuje technologię sterowania PWM (modulacja szerokości impulsu) do generowania lub pochłaniania mocy biernej.SVG nie wymaga obliczania impedancji systemu, gdy nie jest używany, ponieważ wykorzystuje obwody mostkowe inwertera z technologią wielopoziomową lub PWM.Ponadto, w porównaniu do SVC, SVG ma zalety mniejszego rozmiaru, szybszego ciągłego i dynamicznego wygładzania mocy biernej oraz możliwości kompensacji zarówno mocy indukcyjnej, jak i pojemnościowej.
Czas publikacji: 24 sierpnia 2023 r