كيفية عمل نظام إرسال مرن للتيار المتردد باستخدام تفاعل تبديل الثايرستور

FACTS هو اختصار لنظام مرسل التيار المتردد المرن. يزيد نظام نقل التيار المتردد المرن (FACTS) من موثوقية شبكات التيار المتردد. يعرّف IEEE FACTS على أنه أنظمة نقل تيار متناوبة تدمج وحدات التحكم القائمة على إلكترونيات الطاقة وغيرها من وحدات التحكم الثابتة لتعزيز إمكانية التحكم وإمكانية نقل الطاقة. سبق أن ناقشنا ' الحاجة إلى الحقائق والأنواع '

تعمل على تحسين جودة الطاقة وكفاءة النقل من التوليد إلى النقل وصولاً إلى المستهلكين في القطاع الخاص والصناعي. في هذه المقالة ، نناقش نظام إرسال التيار المتردد المرن باستخدام مفتاح الثايرستور.

نظام تحويل التيار المتردد المرن باستخدام TSR

يتكون نظام إرسال التيار المتردد المرن (FACTS) من معدات ثابتة يتم استخدامها انتقال التيار المتردد من الإشارات الكهربائية. يتم استخدامه لزيادة إمكانية التحكم وزيادة قدرة نقل الطاقة لنظام نقل التيار المتردد. يمكن تعزيز هذا المشروع باستخدام منهجية التحكم في زاوية الإطلاق للتحكم السلس في الجهد.

يزيد نظام إرسال التيار المتردد المرن من موثوقية شبكات التيار المتردد ويقلل من تكاليف توصيل الطاقة. كما أنها تزيد من جودة النقل وكفاءة نقل الطاقة.

مخطط كتلة نظام مرسل التيار المتردد المرن

تُستخدم هذه الطريقة أثناء شحن خط النقل أو عندما يكون هناك حمولة منخفضة في نهاية المستقبل. عندما يكون هناك حمولة منخفضة أو لا يوجد حمل ، يتدفق تيار منخفض جدًا عبر خطوط النقل وتصبح سعة التحويل في خط النقل هي المهيمنة. يؤدي هذا إلى تضخيم الجهد الذي قد يصبح بسببه جهد نهاية المستقبل ضعفًا من جهد نهاية الإرسال.

للتعويض عن هذا ، فإن محاثات تحويلة متصلة تلقائيًا عبر خط النقل. في هذا النظام ، يتم تغذية المهلة الزمنية بين نبضة الجهد الصفري ونبضة التيار الصفري التي تم إنشاؤها على النحو الواجب بواسطة مضخم تشغيلي مناسب إلى اثنين من دبابيس المقاطعة في وحدة التحكم الدقيقة.

أنواع وحدات تحكم نظام المرسل AC المرنة

• تحكم سلسلة
• تحكم التحويلة
• وحدة تحكم سلسلة - سلسلة مجتمعة
• وحدة تحكم سلسلة التحويلة المدمجة

أنواع وحدات تحكم FACTS

الثايرستور

الثايرستور هو جهاز أشباه الموصلات من أربع طبقات وثلاث أطراف. تتكون الطبقات الأربع من أشباه موصلات بديلة من النوع p و n. وبالتالي تشكيل جهاز تقاطع pn. يسمى هذا الجهاز أيضًا باسم مفتاح التحكم بالسيليكون (SCS) بسبب أشباه الموصلات السيليكونية فيه وهو جهاز ثنائي الاستقرار.

رمز الثايرستور

الثايرستور هو جهاز أحادي الاتجاه ويمكن تشغيله كمفتاح دائرة مفتوحة أو كديود تصحيح. تتم تسمية المحطات الثلاثة للثايرستور باسم الأنود (A) والكاثود (K) والبوابة (G).

الأنود موجب والكاثود سالب والبوابة تستخدم للتحكم في إشارة الدخل. يحتوي على اثنين من التقاطعات p-n التي يمكن تشغيلها وإيقافها بمعدلات سريعة. يوضح ما يلي طبقات ومحطات الثايرستور مع رمزها.

الثايرستور

الثايرستور لديه ثلاث حالات أساسية للعملية

• الحجب العكسي
• الحجب إلى الأمام
• إجراء إلى الأمام

الحجب العكسي: في وضع التشغيل هذا ، يحجب الثايرستور التيار في نفس اتجاه الصمام الثنائي للانحياز العكسي.

المنع الأمامي: في وضع التشغيل هذا ، يحجب الثايرستور التوصيل الحالي الأمامي الذي يتم حمله عادةً بواسطة الصمام الثنائي المتحيز للأمام.

إجراء إلى الأمام: في وضع التشغيل هذا ، يتم تشغيل الثايرستور في التوصيل. يستمر في إجراء حتى ينخفض ​​التيار الأمامي إلى ما دون مستوى عتبة يسمى 'التيار المستمر'.

مفاعل الثايرستور بتبديله

إلى مفاعل الثايرستور بتبديل يستخدم في أنظمة نقل الطاقة الكهربائية. إنها مفاعلة متصلة في سلسلة بقيمة ثايرستور ثنائية الاتجاه. يتم التحكم في قيمة الثايرستور في الطور ، مما يسمح بتعديل قيمة القدرة التفاعلية التي تم تسليمها لتلبية ظروف النظام المتغيرة.

يمكن استخدام TSR للحد من ارتفاع الجهد على خطوط النقل الخفيفة التحميل. يختلف التيار في TSR من الحد الأقصى إلى الصفر عن طريق تغيير زاوية تأخير إطلاق النار.

يمكن استخدام TSR للحد من ارتفاع الجهد على خطوط النقل الخفيفة التحميل. يختلف التيار في TSR من الحد الأقصى إلى الصفر عن طريق تغيير زاوية تأخير إطلاق النار.

توضح الدائرة التالية دائرة TSR. عندما يتدفق التيار يتم التحكم في المفاعل بزاوية إطلاق الثايرستور. خلال كل نصف دورة ، ينتج الثايرستور النبضات المحفزة من خلال الدائرة المتحكم فيها.

مفاعل الثايرستور بتبديله

حلبة TSR

إلى مفاعل الثايرستور بتبديل عبارة عن تجميع ثلاثي الطور متصل بترتيب دلتا لتوفير إلغاء جزئي للتوافقيات. ينقسم مفاعل الثايرستور الرئيسي إلى نصفين ، مع توصيل صمام الثايرستور بين النصفين.

حلبة TSR

هذا يحمي صمام دائرة مفاعل الثايرستور من التلف الناتج عن ومضات الصواعق.

ينقسم مفاعل الثايرستور الرئيسي إلى نصفين ، مع توصيل صمام الثايرستور بين النصفين. هذا يحمي صمام دائرة مفاعل الثايرستور من التلف الناتج عن ومضات الصواعق.

مبدأ التشغيل

يختلف التيار في الثايرستور من الحد الأقصى إلى الصفر عن طريق تغيير زاوية تأخير إطلاق النار (α). يتم تعريفه على أنه زاوية التأخير من النقطة التي يصبح فيها الجهد موجبًا إلى النقطة التي يتم فيها تشغيل صمام الثايرستور ويبدأ التيار في التدفق.

يتم الحصول على أقصى تيار عندما تكون α 90 درجة. في هذه المرحلة ، يُقال إن TCR في التوصيل الكامل. يتم إعطاء تيار RMS بواسطة

Itcr-max = Vsvc / 2πfLtcr

أين

Vsvc هي قيمة RMS للخط إلى جهد شريط ناقل الخط

Ltcr هو إجمالي محول TCR للمرحلة

شكل الموجة أدناه هو الجهد والتيار من TCR.

تشغيل TSR

مزايا الثايرستور

• يمكنها التعامل مع التيار العالي
• يمكنها التعامل مع الجهد العالي

تطبيقات الثايرستور

• تستخدم في نقل الطاقة الكهربائية
• تستخدم في دوائر الطاقة المتناوبة للتحكم في طاقة الخرج المترددة.
• تستخدم في المحولات لتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد

تطبيقات FACTS

• تستخدم للتحكم في تدفق الطاقة
• التخميد من تذبذب نظام الطاقة
• يقلل من تكلفة التوليد
• استقرار جهد الحالة المستقرة
• تطبيق HVAC (تهوية التدفئة وتكييف الهواء)
• تخفيف الوميض

أتمنى أن تكون قد فهمت مفهوم نظام نقل التيار المتردد المرن من المقالة أعلاه. إذا كان لديك أي استفسارات حول هذا المفهوم أو حول المشاريع الكهربائية والإلكترونية ، فاترك قسم التعليقات أدناه.