ج) با بهره گرفتن از اینورتر منبع جریان
د) با بهره گرفتن از اینورتر منبع ولتاژ
۳-۳-۱- اصول و مدل SVC
یک سیستم ایستای توان راکتیو SVS^[7]در حالت کلی دارای اجزاء زیر می‌باشد:
۱- ترانسفورماتور کاهنده بین شین ولتاژ بالای شبکه (HV) و شینه ولتاژ متوسط (MV) که محل نصب SVC می‌باشد.
۲- SVC و اجزاء آن
۳- فیلترهای هارمونیکی در فرکانس اصلی حالت خازنی دارند.
۴- خازن‌ها و سلف‌هائی که بطور مکانیکی قطع و وصل می‌شوند. (MSC)^[8]، (MSR)^[9]
۵- سیستم کنترل SVC
در شکل زیر نمودار تک‌خطی یک SVC نشان داده شده است. SVC در این مدل از نوع جبران‌کننده ترکیبی ^[۱۰] می‌باشد یعنی ترکیبی از TCR و TSC ( نارین و جایوجی، ۱۹۹۹).
شکل ۳-۷: نمودار تک خطی SVC
همچنین مشخصه نمودار ولتاژ- جریان SVC که در شکل زیر نشان داده شده است، بیانگر نواحی کار SVC در حالت ماندگار است.
شکل ۳-۸: نمودار ولتاژ- جریان یک SVC
زمانی که SVC داخل ناحیه کنترلی خودکار می‌کند قادر به تأمین ولتاژی تقریباً ثابت در پایانه خود می‌باشد، بنابراین رفتار این قسمت از مشخصه معادل با یک منبع ولتاژ ایده‌آل سری با راکتاس X و نمایش‌دهنده شیب شخصه (در این ناحیه) و یا یک سوسپتانس کنترل شده با ولتاژ در نقطه اتصال به شبکه می‌باشد. این شیب در حدود ۱ الی ۵ درصد می‌باشد( نارین و جایوجی، ۱۹۹۹).

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

در حالت کلی می‌توان SVC را به صورت یک بار راکتیو یا بار سوسپتانسی در نظر گرفت که توان راکتیو مثبت این بار، رفتار SVC در ناحیه سلفی و توان راکتیو منفی، رفتار SVC در ناحیه خازنی را نشان می‌دهد.
۳-۳-۲- انواع و ساختار SVC‌ها
همانطور که در بخش قبل ذکر شد SVC‌ها به دو گروه امپدانس متغییر و مبدل الکترونیک قدرت تقسیم می‌شوند که در این بخش به طور مختصر به بررسی انواع آن خواهیم پرداخت.
۳-۳-۲-۱- انواع SVCامپدانس متغیر
الف) خازن سوئیچ شونده با تریستور TSC^[11]
در شکل زیر اصول کار یک TSC مشخص شده است. مدار TSC شامل یک خازن، دو تریستور به عنوان کلید، یک سلف کوچک می‌باشد. سوسپتانس جبران‌کننده توسط کنترل کردن تعداد خازن‌های در حال هدایت تنظیم می‌شود(اتمن، ۲۰۱۱).
شکل ۳-۹: نمودار تک‌خطی TSC
همواره هر خازن برای مجموعه‌ای از نیم سیکل‌ها هدایت می‌کند. سوسپتانس کل ترکیبی از K سوسپتانس تکی خواهد بود. بنابراین تغییرات توان راکتیو به صورت پله‌ای خواهد بود. حداکثر پله‌ها برای تعداد معین K سوسپتانس زمانی حاصل می‌شوند که تمامی آنها متفاوت باشند.
قراردادن سلف کوچک سری در این مجموعه به منظور محدود کردن اثر کلیدزنی گذرا و میرا نمودن جریان هجومی و تشکیل یک فیلتر برای حذف هارمونیک‌ها می‌باشد. تولید هارمونیک در TSC بسیار کم است. بعبارتی جریان تقریباً سینوسی می‌باشد. ولی به دلیل وجود تشدیدهای خطرناک سری با سیستم قدرت در فرکانس‌های هارمونیکی، بایستی در انتخاب امپدانس سلف سری با توجه به ظرفیت  هماهنگ‌سازی دقیق صورت گیرد.
ب: سلف کنترل شده با تریستور TCR^[12]
مدار تک‌فاز آن در شکل ۴ نشان داده شده است. مدار TCR شامل یک سلف و دو تریستور به عنوان کلید است و با کنترل زاویه آتش تریستورها می‌توان جریان سلف را از صفر تا بیشترین تعداد کنترل نمود.
شکل ۳-۱۰: مدار یک TCR
اگر در زمانی که ولتاژ بیشتر است تریستور روشن شود، جریان کاملاً از سلف عبور می‌کند. این جریان حالت سلفی دارد و فاز جریان از فاز ولتاژ ْ۹۰ عقب است. جریان بدلیل تلفات سلف که در حدود ۵/۰ تا ۲ درصد توان راکتیو می‌باشد، دارای سلف کوچک هم فاز با ولتاژ می‌باشد (جی میلر، ۱۳۷۲).
اگر روشن‌شدن تریستورها به طور یکسان به تعویق افتد، شکل موج‌های مختلفی حاصل می شود که هرکدام متناظر با زاویه آتش مربوطه می‌باشند در اثر افزایش زاویه آتش یا کاهش زاویه هدایت  مؤلفه اصلی هارمونیک جریان کاهش می‌یابد. به عبارت دیگر اندوکتانس سلف افزایش می‌یابد و در نتیجه جریان و توان راکتیو کاهش می‌یابد.
در اثر افزایش زاویه آتش تلفات توان در تریستور و سلف هم کاهش یافته و شکل موج به میزان بیشتری از شکل سینوسی خارج می‌شود. به عبارت دیگر TCR جریان هارمونیک تولید می‌کند. اگر زاویه‌های آتش در دوتریستور یکسان باشد، تمامی هارمونیک‌های ایجاد شده فرد می‌باشد. نامساوی بودن زاویه آتش برای دو تریستور علاوه بر آنکه منجر به تولید مؤلفه‌های هارمونیک زوج و مولفه dc می‌شود، منجر به تنش حرارتی نابرابر در زوج تریستورهای نیز می‌گردد(جی میلر، ۱۳۷۲).
شدت جریان لحظه‌ای می‌توان توسط رابطه زیر بیان نمود:

در رابطه فوق  مقدار متوسط ولتاژ (rms) و  را کتانس سلف در فرکانس اصلی برحسب اهم،  زاویه آتش و  زاویه هدایت تریستور می‌باشد که رابطه  بین  زاویه آتش و  و زاویه هدایت، برقرار است.
از طریق تحلیل سری فوریه، مؤلفه اصلی جریان به شکل زیر بیان می‌شود:

که  سوسپتانس قابل کنترل SVC در فرکانس اصلی شبکه است که توسط زاویه هدایت به شکل زیر کنترل می‌شود:

کنترل سوسپتانس توسط زاویه هدایت به کنترل فاز موسوم می‌باشد که در شکل زیر داده شده است:
شکل۳-۱۱: نمودار سوپستانس برحسب زویه هدایت
با توجه به شکل بالا می‌توان گفت:

برای بهره‌گیری از مشخصات TCR نیاز به کنترل کننده‌ای داریم که لحظه آتش تریستور را براساس اهداف موردنظر و پردازش پارامترهای مختلف سیستم تعیین کند. پس از طراحی و اعمال چنین کنترل‌کننده‌ای مشخصه ولتاژ به جریان TCR مطابق شکل زیر می‌شود. توجه شود در حالت ماندگار نقطه کار سیستم، محل تلاقی این مشخص با خط بار سیستم خواهد بود (پادیار، ۲۰۰۷).
شکل ۶
شکل ۳-۱۲: مشخصه ولتاژ به جریان TCR همراه با خط بار
رابطه مقابل بیانگر مشخصه کنترلی شکل بالاست:

که  نشان‌دهنده شیب مشخصه جبران‌کننده است.
ویژگی TCR:
دارای سرعت پاسخ‌دهی سریع می‌باشد. بعد از دریافت سیگنال زمان برای تغییر توان راکتیو در مدار تکفاز TCR تأخیر حداکثر  یعنی نیم سیکل می‌باشد. البته تأخیر در سیستم اندازه‌گیری و مدار کنترل و امپدانس سیستم، باعت کاهش سرعت سیستم در حلقه کنترل تا حد ۳ تا ۱۰ سیکل فرکانس منبع می‌شود. در سیستم سه فاز حداکثر تأخیر  می‌باشد.
TCR ساختمان و کنترل ساده‌ای دارد و کنترل فازها به‌طور مستقل امکان‌پذیر است. به‌خاطر این ویژگی از TCR می‌توان برای متعادل کردن فازها استفاده کرد.
ولی TCR به‌دلیل غیر سینوسی بودن جریان، تولید هارمونیک می کند که باید آن‌ها را فیلتر نمود.
ج: سلف کنترل شده با تریستور همراه با خازن ثابت FC-TCR^[13]
TCR تنها می‌تواند توان راکتیو از سیستم جذب کند. برای آنکه بتوان توان راکتیو را با قابلیت کنترل پیوسته تولید نمود،‌ می‌توان سه خازن به‌صورت ساده یا مثلث در خروجی TCR به‌طور دائمی موازی کرد.
شکل ۳-۱۳: مدار یک FC-TCR