نقش توان راكتیو در شبكه های انتقال و فوق توزیع1

و اهداف جبران بار و جبران كننده های اكتیو و پاسیو و از انواع اصلی جبران كننده ها و جبران كننده های استاتیك بحث شده است و در فصل دوم در مورد وسایل تولید قدرت راكتیو بحث گردیده و درمورد خازنها و ساختمان آنها و آزمایش های انجام شده روی آنها بحث گردیده است و  در فصل سوم در مورد خازنهای سری و كاربرد آنها در مدارهای فوق توزیع و ظرفیت نامی آنها اشاره شده است و در فصل چهارم در مورد جبران كننده های دوار شامل ژنراتورها و كندانسورها و موتورهای سنكرون صحبت شده است و در فصل پنجم  ترجمه متن انگلیسی كه از سایتهای اینترنتی در مورد خازنهای سری می باشد كه در مورد UPFC می باشد.

فصل اول:

جبران بار

مقدمه

توان راكتیو یكی از مهمترین عواملی است كه در طراحی و بهره برداری از سیستم های قدرت AC منظور می گردد علاوه بر بارها اغلب عناصر یك شبكه مصرف كننده توان راكتیو هستند بنابراین باید توان راكتیو در بعضی نقاط سیستم تولید و سپس به محل‌های موردنیاز منتقل شود.

در فرمول شماره (1-1)  ملاحظه می گردد

قدرت راكتیو انتقالی یك خط انتقال به اختلاف ولتاژ ابتدا و انتها خط بستگی دارد همچنین با افزایش دامنه ولتاژ شین ابتدائی قدرت راكتیو جدا شده از شین افزایش می‌یابد و در فرمول شماره (2-1) مشاهده می گردد كه قدرت راكتیو تولید شده توسط ژنراتور به تحریك آن بستگی داشته و با تغییر نیروی محركه ژنراتور می توان میزان قدرت راكتیو تولیدی و یا مصرفی آن را تنظیم نمود در یك سیستم به هم پیوسته نیز با انجام پخش بار در وضعیت های مختلف می‌توان دید كه تزریق قدرت راكتیو با یك شین ولتاژ همه شین ها  را بالا می برد و بیش از همه روی ولتاژ همه شین تأثیر می گذارد. لیكن تأثیر زیادی بر زاویه ولتاژ شین ها و فركانس سیستم ندارد بنابراین قدرت راكتیو و ولتاژ در یك كانال كنترل می شود كه آنرا كانال QV قدرت راكتیو- ولتاژ یا مگادار- ولتاژ می گویند در عمل تمام تجهیزات یك سیستم قدرت برای ولتاژ مشخص ولتاژ نامی طراحی می شوند اگر ولتاژ از مقدار نامی خود منحرف شود ممكن است باعث صدمه رساندن به تجهیزات سیستم یا كاهش عمر آنها گردد برای مثال گشتاور یك موتور القایئ یك موتور با توان دوم و ولتاژ ترمینالهای آن متناسب است و یا شارنوری كه لامپ مستقیماً با ولتاژ آن تغییر می نماید بنابراین تثبیت ولتاژ نقاط سیستم از لحاظ اقتصادی عملی نمی باشد از طرف دیگر كنترل ولتاژ در حد كنترل فركانس ضرورت نداشته و در بسیاری از سیستم ها خطای ولتاژ در محدوده 5% تنظیم می شود. توان راكتیو مصرفی بارها در ساعات مختلف در حال تغییر است لذا ولتاژ و توان راكتیو باید دائماً كنترل شوند در ساعات پربار بارها قدرت راكتیو بیشتری مصرف می كنند و نیاز به تولید قدرت راكتیو زیادی در شبكه می باشد اگر قدرت راكتیو موردنیاز تأمین نشود اجباراً ولتاژ نقاط مختلف كاهش یافته و ممكن است از محدوده مجاز خارج شود. نیروگاه های دارای سیستم كنترل ولتاژ هستند كه كاهش ولتاژ را حس كرده  فرمان كنترل لازم را برای بالا بردن تحریك ژنراتور و درنتیجه افزایش ولتاژ ژنراتور تا سطح ولتاژ نامی صادر می كند با بالا بردن تحریك (حالت كار فوق تحریك) قدرت  راكتیو توسط ژنراتورها تولید می شود لیكن قدرت راكتیو تولیدی ژنراتورها به خاطر مسائل حرارتی سیم پیچ ها محدود بوده و ژنراتورها به تنهایی نمی تواند در ساعات پربار تمام قدرت راكتیو موردنیاز سیستم را تأمین كنند بنابراین در این ساعات به وسایل نیاز است كه بتواند در این ساعات قدرت راكتیو اضافی سیستم را مصرف نمایند نیاز می باشد. وسائلی را كه برای كنترل توان راكتیو و ولتاژ بكار می روند «جبران كننده» می نامیم.

همانطوری كه ملاحظه می شود توازن قدرت راكتیو در سیستم تضمینی بر ثابت بودن ولتاژ و كنترل قدرت راكتیو به منزله كنترل ولتاژ می باشد.

به طور كلی كنترل قدرت راكتیو ولتاژ از سه روش اصلی زیر انجام می گیرد.

1- با تزریق قدرت راكتیو  سیستم توسط جبران كننده هائی كه به صورت موازی متصل می شوند مانند خازن- راكتیو كندانسور كردن و جبران كننده های استاتیك

2- با جابجا كردن قدرت راكتیو  در سیستم توسط ترانسفورماتورهای متغیر ازقبیل پی و تقویت كننده ها

3- از طریق كم كردن راكتانس القائی خطوط انتقال با نصب خازن سری

خازنها و راكتورهای نشت و خازنهای سری جبرانسازی غیر فعال را فراهم می آورند این وسایل با به طور دائم به سیستم انتقال و توزیع وصل می شوند یا كلید زنی می شوند كه با تغییر دادن مشخصه های شبكه به كنترل ولتاژ شبكه كمك می كنند.