Hỡnh 3.1a TSR Hỡnh 3.1b TSC Hỡnh 3.1c
Thiết bị bự ngang cú điều khiển trong trƣờng hợp chung đƣợc cấu tạo từ ba phần tử cơ bản:
Thyristor Contronled Reactor (TCR) là cuộn khỏng cú điều khiển bằng thyristor. TCR cú thể điều chỉnh liờn tục dung lƣợng bự bằng cỏch thay đổi gúc đúng mở của Thyristor một cỏch liờn tục từ 90O
180O, hỡnh 3.1a.
Thyristor switched reactor (TSR) là cuộn khỏng đúng cắt tự động bằng thyristor. TSR chỉ cú thể đúng hoặc mở dựng thyristor, khi đú XK chỉ nhận một trong hai giỏ trị (XK= 0 hoặc XK= XKmax), hỡnh 3.1b.
Thyristor switched capacitor (TSC) là tụ điện đúng cắt bằng thyristor, điện dung của tụ chỉ cú thể thay đổi là 0 hoặc XCmax, hỡnh 3.1c.
TSR và TSC thực chất là cỏc bộ khỏng và tụ điện đúng cắt nhanh bằng thyristor. Điều đỏng chỳ ý hơn cả là TCR, một thiết bị khỏng cú tham số đƣợc điều chỉnh trơn
1 3 4 3 4 . . . 2 Hỡnh 3.2. 1- Mỏy biến ỏp. 2- TCR. 3- Cỏc TSR. 4- cỏc TSC. . . .
(từ 0 đến giỏ trị cực đại). Khi tổ hợp cỏc phần tử núi trờn, núi chung cú thể tạo ra thiết bị bự ngang thay đổi đƣợc liờn tục thụng số (điện khỏng, cụng suất) trong phạm vi giới hạn bất kỳ. Vớ dụ nhƣ sơ đồ hỡnh 3.2.
Cú thể giải thớch nguyờn lý làm việc của SVC trong trƣờng hợp này nhƣ sau: tớn hiệu điều chỉnh gúc mở lấy từ phớa điện ỏp cao qua biến điện ỏp TU, qua bộ tự điều chỉnh (TĐC) điều khiển cỏc thyristor. Đầu tiờn điều khiển cỏc TSC và TSR để điều chỉnh thụ, sau đú điều chỉnh TCR để lợi dụng tớnh chất
điều chỉnh liờn tục của nú để điều chỉnh CSPK qua SVC đến trị số thớch hợp. Trong phạm vi thay đổi đƣợc của CSPK, điện ỏp tại nơi lắp đặt SVC sẽ đƣợc giữ là hằng số.
III.1.2.b. thiết bị bự dọc cú điều khiển (ASC - Advanced series compensator)
Bự dọc cú điều khiển thƣờng là phƣơng tiện dựng để cải tạo thụng số của đƣờng dõy. những đƣờng dõy dài, bị hạn chế về khả năng tải theo điều kiện ổn định hoặc tổn thất điện ỏp sẽ đƣợc cải thiện đỏng kể nhờ ỏp dụng bự dọc.
C
L
R TCR TCR
Trong sơ đồ hỡnh 3.3 thỡ phần tử chớnh là tụ C ghộp song song với TCR, điện trở phi tuyến R cú nhiệm vụ bảo vệ quỏ điện ỏp cho tụ trong chế độ ngắn mạch. Hoạt động của bự dọc cú điều kiện là nhằm tạo ra điện khỏng X thay đổi đƣợc, theo sơ đồ hỡnh 3.3 ta tớnh đƣợc: C L X 1 X 1 X
1 đặc tớnh thay đổi của điện khỏng tƣơng đƣơng X theo điện khỏng XL của TCR đƣợc chỉ ra trờn hỡnh 3.4.
Để thiết bị bự dọc cú thụng số điều chỉnh trơn và ổn định, thƣờng chọn phạm vi điều chỉnh của TCR từ XL = XL0 đến XL = ∞ (với XL0 > XC ; XL0 là điện khỏng của TCR ứng với lỳc thyristor mở hoàn toàn; XL = ∞ là điện khỏng của TCR ứng với thyristor đó đúng hoàn toàn).
Kết luận XC XL XL0 +XC - XC - kXC X 0 Hỡnh 3.4
Do cú thể thay đổi đƣợc thụng số của cỏc thiết bị điện (bự dọc và bự ngang) cú điều khiển, mà nõng cao đỏng kể hiệu quả điều chỉnh cụng suất phản khỏng trong hệ thống điện. Nếu so với mỏy bự đồng bộ - là một thiết bị bự phổ biến thỡ SVC cú quỏn tớnh nhỏ, độ bền cao, khụng gõy tổn thất và ớt phải chăm súc bảo quản khi vận hành.
SVC khụng chỉ làm nhiệm vụ điều chỉnh điện ỏp mà nú cũn đúng vai trũ rất tớch cực trong việc giữ ổn định, nõng cao chất lƣợng vận hành hệ thống.
Qua những phần giới thiệu tổng quan ở trờn, trong đề tài này tụi tập trung nghiờn cứu về hiệu quả của thiết bị bự cú điều khiển ỏp dụng trong hệ thống điện núi chung và lƣới điện cụng nghiệp núi riờng tới vấn đề nõng cao chất lƣợng điện ỏp.
III.2.Hoạt động của thiết bị bự ngang cú điều khiển SVC III.2.1. Đặc tớnh điều chỉnh của SVC
Nhƣ đó biết phần tử đỏng chỳ ý nhất của SVC là TCR. Nhờ cú TCR trị số của SVC thay đổi đƣợc liờn tục. Tỏc động điều chỉnh cho TCR đặt vào cực điều khiển của cỏc thyristor. Nhờ thay đổi gúc mở của cỏc thyristor mà dũng điện (thành phần cơ bản) qua khỏng đƣợc thay đổi liờn tục từ 0 đến trị số cực đại. điều này tƣơng ứng với sự thay đổi liờn tục cụng suất phản khỏng trờn SVC.
Đặc tớnh điều chỉnh của SVC cú thể xõy dựng đƣợc dựa vào nguyờn lý làm việc của thyristor. Trờn hỡnh 3.5 mụ tả đơn giản sơ đồ và hoạt động của thyristor loại một thyristor và loại hai thyristor mắc song song ngƣợc.
Thyristor hoạt động tƣơng tự nhƣ chỉnh lƣu, tuy nhiờn ngoài điều kiện điện ỏp đặt lờn bản thõn thyristor thuận chiều, cũn yờu cầu thờm một xung điện ỏp đặt lờn cực
điều khiển. Xung này cú thể khụng cần kộo dài mà thyristor vẫn mở cho đến khi điều kiện thuận chiều điện ỏp khụng cũn nữa. Sang chu kỳ mới, điện ỏp thuận chiều nhƣng mạch cũng chỉ mở khi cú xung đƣa đến cực điều khiển. Rừ ràng, khi thay đổi thời điểm phỏt xung ở mỗi chu kỳ, ta cú thể thay đổi đƣợc dạng của đƣờng cong dũng điện. Nếu coi thành phần cơ bản của dũng điện là thành phần làm việc, thỡ biờn độ của thành phần này thay đổi theo gúc mở của thyristor. Khi thyristor mở hoàn toàn (gúc mở = 900
) biờn độ của thành phần cơ bản sẽ lớn nhất (bằng dũng ban đầu), khi gúc mở = 180O dũng qua mạch bằng 0. Cũn khi thay đổi đột ngột gúc mở = 90O
sang = 180O ta nhận đƣợc trạng thỏi đúng cắt của hai phần tử TSR hoặc TSC.
Để thấy rừ hơn ta xột sơ đồ cơ bản của một cuộn khỏng cú điều khiển bằng thyristor - gúc pha thuần tuý (hỡnh 3.6a). mỗi nhỏnh của ba pha bao gồm một cuộn dõy điện cảm L nối tiếp với hệ thống hai thyristor mắc song song ngƣợc (TCR). Cỏc thyristor T1, T2 sẽ thay phiờn nhau làm việc ứng với mỗi chu kỳ của điện ỏp. Hỡnh
R1 UV UV R2 Ur Uđk UV R2 Ur Uđk R1 t UV t Uđk t Ur UV Uđk t t t