Tụ bù tĩnh đang được sử dụng rộng rãi trong lưới điện bởi nó có thể mắc ngay trên đầu các hộ dùng điện, trên thanh cái các trạm biến áp hoặc tại các điểm nút của mạng điện. Tụ bù tĩnh có thể độc lập hoặc mắc thành từng nhóm theo sơ đồ Δ hoặc Y. Khi mắc tụ bù tĩnh hao tổn điện áp được xác định.
44
∆U = P.R + (Q - Q ).Xb
U ;
Như vậy điện áp sẽ tăng thêm một lượng là: b
b
Q XV = V =
U ;
* Ưu điểm của tụ bù tĩnh:
- Làm việc tin cậy, êm dịu; - Tuổi thọ cao;
- Tiêu thụ công suất tác dụng ít;
- Có thể đồng thời làm tăng hệ số công suất cosφ và tăng độ đối xứng; - Có thể thay đổi dung lượng bằng cách thay đổi sơ đồ của các tụ bù;
* Nhược điểm:
- Không thể điều chỉnh trơn nên độ chính xác kém ;
- Gây mất ổn định cho lưới điện do công suất của tụ QC = 3U2C.10-3; Khi U giảm QC giảm mạnh.
Với sự phát triển của công nghiệp hoá hiện đại hoá, nhất là công nghệ điện tử nên các bộ tụ tĩnh không những có thể điều chỉnh trơn được mà còn có thể tự động tiêu thụ hay phát công suất phản kháng lên lưới một cách linh hoạt. Nếu kết hợp thêm các bộ lọc thì những thiết bị này còn có thể loại trừ được các thành phần dòng điện bậc cao đảm bảo độ không sin của lưới điện nằm trong phạm vi cho phép. Các thiết bị này gọi là công nghệ FACTS mà các thiết bị nó bao gồm: thiết bị bù tĩnh SVC, bộ lọc bù công suất phản kháng Statcom, hệ thống bù hỗn hợp UPSC, …
II.2.3 Công nghệ FACTS (Flexible AC Transmission Systems).
FACTS là một công nghệ sử dụng thiết bị điện tử công suất hoạt động ở chế độ tự động với dòng điện và điện áp cao, cho phép điều khiển bù công suất phản kháng gần như tức thời, ngăn cản dao động để ổn định điện áp, hệ số công suất của hệ thống một cách nhanh chóng.
45
Việc sử dụng thiết bị FACTS sẽ góp phần giải quyết việc vận hành hệ thống điện một cách khoa học, nâng cao hiệu quả đường dây tải điện hiện có, đáp ứng yêu cầu thực tế đặt ra. Đặc biệt ở những nơi yêu cầu về cung cấp điện an toàn và tin cậy. Sử dụng thiết bị FACTS cho phép:
+ Nâng cao khả năng giữ ổn định điện áp, giảm dao động công suất làm cho việc vận hành HTĐ linh hoạt và hiệu quả hơn.
+ Điều khiển trào lưu công suất phản kháng theo yêu cầu. + Tăng khả năng tải của đường dây gần tới giới hạn nhiệt. + Tăng độ tin cậy, giảm tổn thất hệ thống
Tuy nhiên giá thành các thiết bị FACTS là khá cao so với khả năng tài chính nước ta hiện nay. Do đó, khi nghiên cứu áp dụng thiết bị FACTS cần phải phân tích các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn giải pháp phù hợp.
Các thiết bị FACTS có thể phân ra làm bốn loại:
1. Thiết bị điều khiển nối tiếp (Series Controllers ):
Loại thiết bị này cho phép thay đổi tổng trở đường dây bằng tụ điện, điện kháng, hoặc biến đổi nguồn có tần số bằng tần số lưới nhờ thiết bị bán dẫn công suất. Về nguyên lý, tất cả các thiết bị điều khiển nối tiếp chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng biến đổi.
2. Thiết bị điều khiển song song (Shunt Controllers):
Loại thiết bị này cho phép thay đổi tổng trở, thay đổi nguồn hoặc kết hợp cả hai. Tất cả các thiết bị điều khiển song song bù dòng điện vào hệ thống tại điểm nút.
3. Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp với nối tiếp (Combined series – series Controllers ):
Đây là sự kết hợp các thiết bị điều khiển nối tiếp riêng rẽ, có cùng cách thức điều khiển được sử dụng trong hệ thống nhiều dây dẫn hoặc có thể là thiết bị điều khiển hợp nhất. Trong những thiết bị điều khiển nối tiếp công suất phản kháng được bù độc lập cho mỗi đường dây, tuy nhiên công suất tác
46
dụng giữa các đường dây được trao đổi qua nguồn liên kết. Khả năng chuyển công suất tác dụng của thiết bị điều khiển nối tiếp – nối tiếp hợp nhất tạo ra sự cân bằng cả dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng trong các dây dẫn, tận dụng tối đa hệ thống truyền tải.
4. Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp với song song (Combined series – shunt Controllers ):
Đây là sự kết hợp các thiết bị điều khiển song song và nối tiếp riêng rẽ được điều khiển kết hợp hoặc điều khiển hợp nhất dòng năng lượng với các phần tử nối tiếp và song song. Về nguyên lý, những thiết bị điều khiển song song và nối tiếp kết hợp bù dòng điện và hệ thống với những phần tử điều khiển song song và bù điện áp trên đường dây với những phần tử bù nối tiếp.
Thiết bị của FACST bao gồm: