Sistem Transmisi Ac Fleksibel - Kebutuhan, Definisi Dan Jenis

Mengapa Dibutuhkan Sistem Transmisi AC yang Fleksibel?

Dalam tata cara transmisi AC konvensional, kesanggupan untuk mentransfer daya AC dibatasi oleh beberapa aspek menyerupai batas panas, batas stabilitas transien, batas tegangan, batas arus hubung singkat, dll.

Batas-batas ini menegaskan daya listrik maksimum yang sanggup ditransmisikan secara efisien lewat kanal transmisi tanpa memunculkan kerusakan pada perlengkapan listrik dan kanal transmisi. Ini biasanya diraih dengan menenteng pergeseran dalam tata letak tata cara daya.

Namun ini tidak layak dan cara lain untuk meraih kesanggupan transfer daya maksimum tanpa pergeseran dalam tata letak tata cara daya. Juga dengan pengenalan perangkat impedansi variabel menyerupai kapasitor dan induktor, seluruh energi atau daya dari sumber tidak ditransfer ke beban, namun sebagian disimpan dalam perangkat ini selaku daya reaktif dan kembali ke sumbernya.

Dengan demikian jumlah nyata daya yang ditransfer ke beban atau daya aktif senantiasa lebih kecil dari daya semu atau daya bersih. Untuk transmisi ideal, daya aktif mesti sama dengan daya semu. Dengan kata lain, aspek daya (rasio daya aktif dengan daya semu) mesti bersatu. Di sinilah tugas Sistem transmisi AC Fleksibel dimulai.

Sebelum membahas rincian ihwal Flexible AC Transmission System (FACTS), mari kita beri klarifikasi singkat ihwal aspek daya.

Apa itu Faktor Daya?

Faktor daya didefinisikan lantaran ialah rasio daya aktif terhadap daya semu dalam rangkaian. Apa pun aspek daya itu, di segi lain, daya pembangkit mesti menempatkan mesin untuk menciptakan tegangan dan arus tertentu. Generator mesti memiliki kesanggupan untuk menahan tegangan dan arus daya yang dihasilkan. Nilai aspek daya (PF) berada di antara 0.0 dan 1.0.

Jika aspek daya nol, anutan arus sepenuhnya reaktif dan daya yang tersimpan dalam beban kembali ke pada setiap siklus. Ketika aspek daya yaitu 1, semua arus yang disupply oleh sumber ditelan oleh beban. Secara umum, aspek daya dinyatakan selaku leading atau lagging dari tegangan.

Rangkaian Uji Faktor Daya Unity

Rangkaian dengan catu daya 230v dan choke segalanya terhubung secara seri. Thyristor (SCR) untuk mengembangkan aspek daya. Ketika sakelar bypass mati, choke bertindak selaku Induktor dan arus yang serupa akan mengalir pada Resistor 10R/10W. CT digunakan segi primer yang terhubung ke titik lazim dari resistor. Titik lain dari CT pergi ke salah satu titik lazim dari sakelar DPDT S1.

Sementara sakelar DPDT dipindahkan ke kiri maka penurunan tegangan seimbang dengan arus dicicipi olehnya untuk menyebarkan peningkatan tegangan. Penurunan tegangan seimbang dengan arus lagging. Dengan demikian tegangan primer dari CT menampilkan arus lagging.

Jika digunakan rangkaian kendali berbasis mikrokontroler kemudian menemukan tumpuan arus nol dan membandingkannya dengan tumpuan tegangan nol untuk menjumlah aspek daya menurut perbedaan waktu mereka. Makara tergantung perbedaan waktu yang diinginkan no. sakelar SCR dinyalakan, di sana dengan mengubah kapasitor pemanis sampai aspek daya mendekati satu.

Jadi, tergantung pada posisi satu sakelar sanggup mencicipi arus yang tertinggal atau arus yang dikompensasi dan performa menampilkan penundaan waktu antara tegangan, arus dengan performa aspek daya.

Apa itu Sistem Transmisi AC Fleksibel (FACTS)?

Sistem transmisi AC Fleksibel mengacu pada tata cara yang berisikan perangkat elektronik daya bareng dengan perangkat tata cara daya untuk mengembangkan kesanggupan kendali dan stabilitas tata cara transmisi dan mengembangkan kesanggupan transfer daya.

Dengan penemuan sakelar SCR, membuka pintu untuk pengembangan perangkat elektronik daya yang dimengerti selaku pengontrol tata cara transmisi AC Fleksibel (FACTS). Pada dasarnya tata cara FACT digunakan untuk menampilkan kesanggupan mengontrol segi tegangan tinggi dari jaringan dengan memasukkan perangkat elektronik daya untuk memperkenalkan daya induktif atau kapasitif dalam jaringan.

4 Jenis Pengendali Sistem Transmisi AC Fleksibel (FACTS)

• Series Controllers: Pengontrol Seri berisikan kapasitor atau reaktor yang memperkenalkan tegangan secara seri dengan saluran. Mereka intinya yaitu perangkat impedansi variabel. Tugas utama mereka yaitu meminimalisir induktifitas kanal transmisi. Mereka memasok atau memakan daya reaktif variabel. Contoh pengendali seri yaitu SSSC, TCSC, TSSC dll.
• Shunt Controllers: Pengontrol Shunt berisikan perangkat impedansi variabel menyerupai kapasitor atau reaktor yang memperkenalkan arus secara seri dengan saluran. Tugas utama mereka yaitu meminimalisir kapasitivitas kanal transmisi. Arus yang disuntikkan berada dalam phase dengan tegangan saluran. Contoh pengontrol shunt yaitu STATCOM, TSR, TSC, SVC.
• Shunt-Series Controllers: Pengontrol Shunt-Seri ini memperkenalkan arus dalam seri menggunakan pengontrol seri dan tegangan dalam shunt menggunakan pengontrol shunt. Contohnya yaitu UPFC.
• Pengontrol Seri-Seri: Pengontrol ini berisikan kombinasi pengontrol seri dengan masing-masing pengontrol yang menawarkan kompensasi seri dan juga transfer daya nyata sepanjang jalur. Contohnya yaitu IPFC.

2 Jenis Pengontrol Seri

Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC):  Kapasitor seri terkontrol SCR/thyristor (TCSC) menggunakan penyearah terkontrol silikon untuk mengurus bank kapasitor yang terhubung secara seri dengan suatu garis. Ini memungkinkan utilitas untuk mentransfer lebih banyak daya pada kanal yang ditentukan. Ini lazimnya berisikan SCR secara seri dengan induktor dan terhubung melintasi kapasitor.

Ini sanggup melakukan pekerjaan dalam mode pemblokiran di mana SCR tidak dipicu dan arus melalui kapasitor saja. Ini sanggup melakukan pekerjaan dalam mode memotong di mana arus dilewati ke SCR dan seluruh tata cara bertingkah selaku jaringan impedansi shunt.

Static Series Synchronous Compensators: SSSC hanyalah model seri STATCOM. Ini tidak digunakan dalam aplikasi komersial selaku pengontrol independen. Mereka berisikan sumber tegangan sinkron secara seri dengan kanal sehingga memperkenalkan tegangan kompensasi secara seri dengan saluran. Mereka sanggup memperbesar atau meminimalisir penurunan tegangan melintasi garis.

2 Jenis Pengontrol Paralel

1. Static Variable Compensators:

Kompensator variabel statis yaitu pengendali FACTS generasi pertama dan paling primitif. Kompensator ini berisikan sakelar SCR cepat yang mengatur reaktor dan/atau bank kapasitif shunt untuk menampilkan kompensasi shunt dinamis.

Mereka lazimnya berisikan perangkat impedansi variabel shunt terhubung yang outputnya sanggup diubahsuaikan dengan menggunakan sakelar elektronik daya, untuk memperkenalkan reaktansi kapasitif atau induktif dalam saluran. Itu sanggup diposisikan di tengah garis untuk mengembangkan kesanggupan transfer daya maksimum dan juga sanggup diposisikan di ujung garis untuk mengimbangi kombinasi akhir beban.

dan 3 Jenis SVC adalah

1. TSR (SCR Switched Reactor) : Terdiri dari induktor terhubung shunt yang impedansinya dikontrol secara sedikit demi sedikit menggunakan sakelar SCR. SCR ditembakkan cuma pada sudut 90 dan 180 derajat saja.
2. TSC (SCR Switched Capacitor) : Terdiri dari kapasitor shunt terhubung yang impedansinya dikendalikan secara sedikit demi sedikit menggunakan SCR. Cara kendali menggunakan SCR sama dengan TSR.
3. TCR (SCR Controlled Reactor) : Terdiri dari induktor yang terhubung shunt yang impedansinya dikendalikan oleh metode penundaan sudut tembak SCR di mana penembakan SCR dikendalikan memunculkan kombinasi arus yang mengalir lewat induktor.

2. STATCOM (Static Synchronous Compensator):

Terdiri dari sumber tegangan yang sanggup berupa sumber energi DC atau kapasitor atau induktor yang outputnya sanggup dikontrol menggunakan SCR. Ini digunakan untuk menyerap atau menciptakan daya reaktif.

Pengontrol Series-Shunt - Pengontrol Aliran Daya Terpadu

Mereka yaitu kombinasi dari STATCOM dan SSSC sehingga keduanya digabungkan menggunakan sumber DC lazim dan menampilkan kompensasi garis seri aktif dan reaktif. Ini mengontrol semua parameter transmisi daya AC.

Kontrol Tegangan Stabil menggunakan SVC untuk Sistem Transmisi AC Fleksibel

Untuk menciptakan pulsa tegangan penyeberangan nol, kami memerlukan tegangan digital dan sinyal arus. Sinyal tegangan dari listrik diambil dan diubah menjadi DC ber-pulsa oleh penyearah jembatan dan diberikan ke pembanding yang menciptakan sinyal tegangan digital. Demikian pula sinyal arus diubah menjadi sinyal tegangan dengan mengambil penurunan tegangan arus beban melintasi resistor.

Sinyal AC ini akan diubah lagi menjadi sinyal digital selaku sinyal tegangan. Kemudian tegangan digital dan sinyal arus ini dikirim ke mikrokontroler. Mikrokontroler akan menjumlah perbedaan waktu antara titik persimpangan nol tegangan dan arus, yang rasionya berbanding lurus dengan aspek daya dan menegaskan rentang daya.

Sistem Transmisi AC Fleksibel oleh SVC

Rangkaian di atas sanggup digunakan untuk mengembangkan aspek daya kanal transmisi menggunakan SVC. Ini menggunakan Thyristor/SCR switched capasitor (TSC) menurut kompensasi shunt yang dikendalikan dari mikrokontroler yang diprogram. Ini mempunyai kegunaan untuk mengembangkan aspek daya. Jika beban induktif terhubung, aspek daya tertinggal lantaran arus beban tertinggal.

Untuk mengimbangi ini, kapasitor shunt terhubung yang menawan arus memimpin tegangan sumber. Maka perbaikan aspek daya akan dilakukan. Jeda waktu antara tegangan nol dan pulsa arus nol selayaknya dihasilkan oleh komparator yang diumpankan ke seri mikrokontroler 8051.

Menggunakan pengontrol FACTS, daya reaktif sanggup dikontrol. Sub sinkron resonansi (SSR) yaitu fenomena yang sanggup dikaitkan dengan kompensasi seri dalam keadaan buruk tertentu. Penghapusan SSR sanggup dilaksanakan dengan menggunakan pengontrol FACTS. Manfaat dari perangkat FACTS banyak menyerupai faedah finansial, peningkatan mutu supply, peningkatan stabilitas dll.

Masalah dengan Sistem Transmisi AC Fleksibel dan cara untuk menyelesaikannya

Untuk transmisi fleksibel daya AC , perangkat solid state sering dimasukkan dalam rangkaian yang digunakan untuk peningkatan aspek daya dan untuk mengembangkan batasan tata cara transmisi AC. Namun kehabisan utama yaitu bahwa perangkat ini yaitu perangkat non linier dan menginduksi harmonik pada sinyal output sistem.

Untuk meniadakan harmonik yang dibentuk lantaran masuknya perangkat elektronik daya dalam tata cara transmisi AC, diinginkan untuk menggunakan filter aktif yang sanggup berupa filter daya sumber arus atau filter daya sumber tegangan. Yang pertama melibatkan menciptakan arus AC sinusoidal. Tekniknya yaitu secara eksklusif mengontrol arus atau mengontrol tegangan keluaran kapasitor filter. Ini yaitu peraturan Tegangan atau metode kendali Arus Tidak Langsung.

Pada dasarnya Harmonik yang ditarik oleh beban, sehingga kedua arus ini saling membatalkan dan arus sumber sepenuhnya Sinusoidal. Filter daya aktif memadukan perangkat elektronik daya untuk menciptakan komponen arus harmonik yang membatalkan komponen arus harmonik dari sinyal output lantaran beban non linier.

Umumnya filter daya aktif berisikan kombinasi transistor IGBT dan Transistor BJT dan MOSFET.

Untuk tata cara transmisi AC, filter aktif shunt sanggup menetralisir harmonik, mengembangkan aspek daya, dan menyeimbangkan beban. Umumnya filter daya aktif berisikan kombinasi transistor IGBT dan dioda yang ditenagai oleh kapasitor bus DC. Filter aktif dikendalikan menggunakan metode kendali arus tidak langsung. IGBT atau Insulated Gate Bipolar Transistor yaitu perangkat aktif bipolar yang dikontrol tegangan yang memadukan fitur transistor BJT dan MOSFET.

Manajemen Daya Transformator

Pernyataan masalah:

1. Tegangan tinggi kronis paling kerap disebabkan oleh koreksi berlebihan untuk penurunan tegangan pada tata cara transmisi dan distribusi utilitas. Penurunan tegangan pada konduktor listrik yaitu suasana lazim di mana saja. Tetapi, di lokasi dengan kepadatan beban listrik yang rendah, menyerupai wilayah pinggiran kota dan pedesaan, jangka panjang konduktor memperbesar masalah.

2. Impedansi memunculkan tegangan menyusut sepanjang konduktor lantaran anutan arus meningkat untuk menyanggupi permintaan. Untuk memperbaiki penurunan tegangan, utilitas menggunakan regulator tegangan pengubah on-load tap changing (OLTC) dan regulator tegangan line drop compensating (LDC) untuk mengembangkan (menaikkan) atau melawan (menurunkan) tegangan.

3. Pelanggan yang terdekat dengan OLTC atau LDC sanggup mengalami tegangan berlebih dikala utilitas menjajal untuk menanggulangi penurunan tegangan konduktor bagi para konsumen di ujung jalur.

4. Di banyak lokasi dampak penurunan tegangan yang digerakkan oleh beban dilihat selaku fluktuasi harian yang membuat tingkat tegangan menjadi yang tertinggi pada dikala seruan beban terendah.

5. Karena waktu yang beragam beban dan propagasi non linearitas memunculkan gangguan besar akan masuk ke dalam tata cara yang juga akan masuk ke jalur konsumen memunculkan seluruh tata cara tidak sehat.

6. Penyebab kurang lazim dari problem tegangan tinggi disebabkan oleh Transformator setempat yang sudah dikontrol untuk mengembangkan tegangan untuk mengimbangi tingkat tegangan yang berkurang. Ini paling kerap terjadi pada akomodasi dengan beban berat di ujung jalur distribusi. Ketika beban berat beroperasi, level tegangan wajar dipertahankan namun di saat beban dimatikan, level tegangan naik.

7. Selama bencana ganjil transformator terbakar lantaran kelebihan beban dan korsleting pada belitannya. Juga suhu minyak meningkat lantaran peningkatan tingkat arus yang mengalir lewat belitan internal mereka. Hal ini menciptakan peningkatan tegangan, arus atau suhu yang tidak disangka-sangka dalam trafo distribusi.

8. Perangkat listrik dirancang untuk beroperasi pada tegangan persyaratan tertentu mudah-mudahan hasil sanggup meraih tingkat kinerja, efisiensi, keamanan, dan keandalan yang ditentukan. Mengoperasikan perangkat listrik di atas kisaran level tegangan yang diputuskan sanggup memunculkan problem menyerupai malfungsi, shutdown, panas berlebih, kegagalan prematur, dll. Misalnya, papan rangkaian tercetak sanggup diperkirakan memiliki masa pakai yang lebih pendek jika dioperasikan di atas tegangan pengenalnya untuk waktu yang lama. periode waktu.

Solusi:

1. Perancangan tata cara berbasis Mikrokontroler yaitu memonitor fluktuasi tegangan pada segi input/output transformator dan menerima data waktu nyata.
2. Pengembangan penggantian tap transformator otomatis menggunakan motor servo atau motor stepper.
3. Sistem mesti memaksimalkan alarm selama level tegangan ambang batas atau darurat.
4. Sistem mesti sanggup diandalkan dikala kasar.
5. Sistem ini sanggup dipasang pada transformator luar ruangan.
6. Desain pemantauan kontinu suhu oli transformator distribusi ini akan daripada nilai pengenal dan langkah-langkah yang cocok akan dilakukan.
7. Penggunaan perangkat menyerupai penstabil tegangan otomatis (AVR), stabilisator tata cara daya, FACTS dll. di jaringan tata cara daya.

Kelayakan Teknis:

Sistem Logger Data Berbasis Mikrokontroler (MDLS):

MDLS tidak memerlukan perangkat keras pemanis dan memungkinkan penyeleksian jumlah data dan interval waktu di antara mereka. Data yang dikumpulkan sanggup dengan gampang diekspor ke komputer PC lewat port serial. MDLS sungguh kompak lantaran memberdayakan beberapa rangkaian terintegrasi. Desain MDLS yang diseleksi mesti menyanggupi persyaratan berikut

1. Itu mesti gampang diprogram.
2. Pengguna mesti sanggup menegaskan tingkat pengukuran.
3. Pastikan cadangan data di saat daya sys sejenak terusik atau dihapus seluruhnya.
4. Seharusnya sanggup mengekspor data ke komputer PC lewat port serial.
5. Itu mesti sederhana dan murah.