a. Nguyờn lý làm việc của SVC
Thiết bị bự song song cú điều khiển cũn gọi là mỏy bự tĩnh (SVC) cú nhiệm vụ phỏt hoặc tiờu thụ cụng suất phản khỏng một cỏch linh hoạt, cú thể điều chỉnh liờn tục bằng cỏch tăng hay giảm gúc mở của cỏc Thyristor. SVC thường được kết hợp giữa phần tử TCR (Thyristor Controlled Reactor) và TSC (Thyristor Switched Capacitor). Sự phối hợp điều chỉnh cụng suất phản
khỏng giữa 2 phần tử này cú thể làm cho SVC vận hành khỏ linh hoạt và hiệu
Phạm Thị Huyền Lớp Tự động húa
Về cơ bản SVC cấu tạo từ 3 phần tử chớnh sau: Tụ điện đúng mở bằng
Thyristor (TSC) kết hợp với khỏng điện đúng mở bằng Thyristor (TSR) và
khỏng điện điều khiển bằng Thyristor ( TCR).
- TCR (Thyristor Controlled Reactor): Khỏng điện điều khiển bằng Thyristor
cú chức năng điều khiển liờn tục dũng cụng suất phản khỏng.
- TSR (Thyristor Switched Reactor): Khỏng điện đúng mở bằng Thyristor cú
chức năng đúng cắt nhanh dũng cụng suất phản khỏng tiờu thụ.
- TSC (Thyristor Switched Capacitor): Tụ điện đúng mở bằng Thyristor cú
chức năng đúng cắt nhanh cụng suất phản khỏng phỏt lờn lưới.
Ngoài cỏc phần tử cơ bản trờn cũn phải kể đến cỏc phần tử khỏc của SVC như hệ thống điều khiển cỏc Thyristor, cỏc bộ lọc cao tần, mỏy biến ỏp
với điện ỏp thứ cấp phự hợp với cỏc cấp điện ỏp của SVC. Cỏc bộ lọc cao tần
làm nhiệm vụ khử cỏc thành phần súng điều hũa bậc cao, đặc biệt là cỏc thành phần bậc 3, bậc 5, bậc 7 phỏt sinh trong quỏ trỡnh hoạt động cuả SVC.
Cỏc thyristor và hệ thống điều khiển chỳng đúng vai trũ quyết định
trong hoạt động của SVC. Việc thay đổi đột ngột gúc mở thyristor từ = 00
đến = 1800 hoặc ngược lại sẽ tương ứng với trạng thỏi đúng cắt mạch của
TSC hoặc TSR. Khi tăng dần gúc mở của thyrisotor từ 900
đến 1800
, giỏ trị
hiệu dụng dũng điện chạy qua TCR sẽ giảm dần từ giỏ trị danh định về 0. Nhờ đú, dũng cụng suất phản khỏng cú thể được điều chỉnh liờn tục.
Hoạt động đúng mở của thyristor hầu như khụng cú thời gian quỏ độ
nờn SVC phản ứng rất nhanh và nhạy trước sự thay đổi của điện ỏp. Trờn thực
tế, độ nhạy về điện ỏp cú thể đạt tới mức nhỏ hơn 0.2% và SVC cú thể thay đổi cụng suất từ 0 đến trị số định mức trong khoảng thời gian chưa đầy 10ms.
Phạm Thị Huyền Lớp Tự động húa
Hỡnh 2.5: Mụ hỡnh SVC
(a) TCR và TSR (b) TCR và tụ cố định FC
Cú 2 dạng sơ đồ cấu tạo của SVC như hỡnh 2.5:
- SVC là kết hợp của TCR và TSR. Khỏng điện bự và tụ điện bự đều được điều khiển bởi cỏc bộ thyristor.
- SVC là kết hợp của TCR và tụ điện cố định FC (Fixed Capacitor). Tụ điện nối cố định với phớa thứ cấp mỏy biến ỏp, chỉ cú khỏng điện được điều khiển bởi bộ thyristor.
Sự khỏc nhau giữa 2 kiểu mụ hỡnh SVC trờn đú là: Mụ hỡnh SVC kết hợp
giữa TCR và TSR linh hoạt và hiệu quả hơn so với mụ hỡnh SVC kết hợp giữa
TCR và tụ điện cố định FC, nhưng chi phớ đắt hơn (vỡ sử dụng nhiều phần tử thyristor hơn) và điều khiển sẽ phức tạp hơn.
Khỏng điện điều chỉnh nhanh bằng thyristor (TCR) được cấu tạo dựa trờn nguyờn lý hoạt động và điều khiển của cặp thyristor mắc song song ngược
Phạm Thị Huyền Lớp Tự động húa
điện đi qua thyristor liờn tục thụng qua việc thay đổi gúc mở bằng thời điểm phỏt xung điều khiển cho cỏc thyristor mà TCR cú khả năng điều chỉnh
tiờu thụ cụng suất phản khỏng rất nhanh.
Trờn thực tế, cỏc súng hài bậc cao cú ảnh hưởng xấu đến hoạt động của
hệ thống điện và chỳng được loại bỏ nhờ cỏc thiết bị lọc mắc song song với
thiết bị bự.
Cỏc biện phỏp để loại bỏ thành phần súng hài bậc cao trong TCR:
Để loại bỏ thành phần bậc cao trong dũng điện TCR, người ta đặt cỏc
bộ lọc tần số cao F. Cỏc bộ lọc này chớnh là cỏc mạch LC cộng hưởng với tần
số mà nú cần lọc.
Thụng thường trong SVC chỉ cú một TCR cũn cỏc phần tử khỏc là TSR và TSC. Đõy là những phần tử đúng mở nhảy bậc nờn trong quỏ trỡnh làm việc khụng sinh ra dũng cao tần. Chỉ cú TCR là phần tử thay đổi liờn tục của
SVC mới sinh ra dũng điện cao tần trong quỏ trỡnh làm việc. Bởi vậy, để giảm cường độ dũng điện cao tần, người ta cũn cú biện phỏp là chia nhỏ cụng suất
của SVC ra nhiều phần tử TSR, TSC và TCR. Việc chia nhỏ cụng suất của
SVC ra nhiều phần tử cú lợi là :
- Giảm dũng điện thành phần bậc cao.
- Khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng phỏt ra mềm dẻo hơn.
Phạm Thị Huyền Lớp Tự động húa
2.3. Cụng nghệ bự VAR mới
2.3.1. Mụ hỡnh STATCOM (Static Synchronous Compensator)
(Bộ bự đồng bộ tĩnh) + - Vref C Vc - + ε
Hỡnh 2.6. Cấu trỳc cơ bản của STATCOM
Đặc điểm:
- Là thiết bị bự song song.
- Thiết bị bự nối nối tiếp với mỏy biến ỏp. Thụng qua việc thay đổi điện
ỏp và gúc pha từ STATCOM, điện ỏp một chiều Ud thay đổi, khi đú làm thay đổi lượng cụng suất phản khỏng phỏt lờn lưới hệ thống.
- Từ cụng thức (1.5): Z X Q R P U . . . Bằng cỏch khống chế điện ỏp
STATCOM cựng pha với điện ỏp thứ cấp mỏy biến ỏp nhưng cú biờn độ lớn hơn, khi đú U<0, tụ C sẽ phỏt cụng suất phản khỏng cho hệ
Phạm Thị Huyền Lớp Tự động húa
bự hấp thụ cụng suất phản khỏng, khi đú điện ỏp giảm. Vỡ thế mụ hỡnh này hạn chế quỏ điện ỏp trờn lưới điện.