سطح ولتاژ شاخص اصلی تعادل بین توان راکتیو تولید شده و توان راکتیو موردنیاز در سطح شبکه میباشد. تغییرات ولتاژ از حد نامی علاوه بر اینکه میتواند منجر به صدماتی بر روی دستگاهها تجهیزات شبکه و مصرف کنندهها میگردد ، در حالات بحرانی و غیرقابل تحمل میتواند عامل بروز نوسانات ولتاژی ، و ناپایداری و اختلالات قابل توجه در سطح شبکه گردد ، با توجه به ساختار کنونی شبکه از نقطه نظر امکانات کنترل ولتاژ (منابع مگاواری مانند راکتورها ، خازنها ، قابلیت تنظیم تپ ترانسفورماتورهای قدرت و توانایی مولدها در تولید و یا جذب توان راکتیو(
برای درک بهتر از عنوان فوق ،ما در پیش زمینه ای به آشنایی با ژنراتور ، نحوه تولید برق و همچنین خاصیت سلفی و خازنی بارها می پردازیم و اینکه توان راکتیو را چگونه می توان کاهش داد و اینکه افزایش ضریب قدرت چگونه موجب کاهش یکسری تلفات است و یا تغییرات فرکانس چگونه نمایانگر تغییر فرایند تولید و مصرف است. همچنین آشنایی جزیی با بانکهای خازنی و در ادامه بحث آشنایی با انواع تحریک مولد سنکرون و نوع اثر آنها در شبکه های قدرت .
برای تولید یک مجموعه سه فازه که فازها به انداز120 درجه الکتریکی در زمان با یکدیگر فاصله دارند باید از سه کلاف که 120 درجه الکتریکی فاصله دارند استفاده نمود. بعلت مزایای سیستم سه فاز در تولید، انتقال و مصرف از مولد های سنکرون سه فازه استفاده می شود. به طور کلی ولتاژ ژنراتور همزمان با تغییرات بارژنراتور تغییر می کند و تنها راه برای ثابت نگه داشتن ولتاژ ترمینال، تنظیم جریان تحریک ژنراتور است. عواملی که باعث تغییر ولتاژ ژنراتورمی شوند عبارتند از : ضریب توان، شدت جریان بار، سرعت چرخش و درجه حرارت وعلت افت ولتاژ ژنراتور ها، اثر بارگیری، فرکانس و تحریک می باشند.برای جلوگیری از افت ولتاژ افزایش یا کاهش جریان تحریک، تغییرات اختلاف فاز جریان نسبت به ولتاژ ژنراتور و افزایش یا کاهش فرکانس پیشنهاد می گردد. تنها عاملی که به طور موثر به ولتاژ ترمینال اثر می گذارد جریان تحریک است که برای جلوگیری از آن تنظیم جریان تحریک الزامی است، ولتاژ تحریک ژنراتور باید بین صفر و ولتاژ تحریک لازم در موقع اضافه بار در حالت سلفی قابل تنظیم باشد تا بتوان ولتاژ ترمینال را ثابت نگه داشت.
بارهای الکتریکی که از جریان متناوب تغذیه میکنند از دو نوع توان تغذیه میکنند؛ توان اکتیو که کار مفید را انجام می‌دهد یا در واقع به شکل مطلوب انرژی که ممکن است انرژی مکانیکی یا گرمایی باشد تبدیل می‌شود, توان راکتیو که در واقع به علت ذخیره شدن انرژی در بارها راکتیو به وجود می‌آید و در پایان هر سیکل به منبع باز میگردد، در مصرف کننده هایی که بین ولتاژ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و منفی است . به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . از آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را نمیتوان از بین برد این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افزایش تلفات توان در مسیر سیم کشی بصورت حرارت می شود . در الکتریسته دو عنصر خازن و سلف توان راکتیو ایجاد می کنند پس در نتیجه توان راکتیو دارای دو نوع سلف و خازنی است . کاهش توان راکتیو یک شبکه بدون اینکه مصرف کننده دچار اخلال شود بدین صورت است که توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود . به این منظور با توجه به ماهیت سلف و خازن که عکس هم عمل میکنند کافی است برای کاهش توان راکتیو خازنی از توان راکتیو سلفی استفاده کرد و برعکس . از انجائیکه بیشتر مصرف کننده های یک شبکه از نوع سلفی می باشند می توان با استفاده از بانک خازنی به این مهم دست پیدا کرد
با توجه به مطالب فوق آشنایی با یکسری از پارامتر ها و نحوه بوجود آمدن آنها بسیار ضروری می باشد برای همین مقدمه این بحث را برای دانستن یکسری پارامترها و تعاریف آن و نحوه محاسبه این پارمتر می گذاریم .
بدین امید که این تحقیق بتواند بعنوان یکسری مطالب پویا برای دانشجویان ساعی و علاقه مند باشد .
به جای استفاده از خازن و برای ایجاد اثر خازنی میتوان از یک موتور سنکرون در حالت پر تحریک نیز استفاده کرد. در این حالت میزان توان راکتیو تولیدی در موتور سنکرون وابسته به میزان جریان تحریک آن خواهد بود. مزیت استفاده از چنین بارهایی امکان تغییر میزان توان خازنی خروجی با توجه به میزان جریان تحریک است. میزان قدرت راکتیو در ژنراتور بوسیله نسبت اتصال کوتاه (عکس راکتانس سنکرون) مشخص می شود.
ژنراتورها علاوه بر تولید توان اکتیو قادر خواهند بود در حالت فوق تحریک ، توان راکتیو تولید نمایند و در حالت زیر تحریک توان راکتیو مصرف نمایند . حداکثر توان راکتیو تولیدی و یا مصرفی بستگی به مشخصات بهره برداری از ژنراتور دارد . به طوری که هرچه قدرت راکتیو تولیدی ژنراتور زیادتر گردد ، ضریب قدرت ژنراتور کمتر و در نتیجه توان اکتیو تولیدی ژنراتور کاهش پیدا می کند در اینصورت میزان جذب یا تولید قدرت راکتیو در ژنراتور بستگی به پیش فاز(زیرتحریکUnder excited) یا پس فاز (فوق تحریک (Over excited بودن ژنراتور دارد
در برخی از بارها که در آنها خازن وجود دارد (در خطوط طویل) تبدیل به تولید کننده قدرت راکتیو می شوند.در ترانسفورماتورها اغلب قدرت راکتیو جذب می شود.پس ژنراتور خودش یک عامل جذب برای کنترل بار است فقط عیب آن این است که قابلیت و ظرفیت آن بحد کافی نیست و نمی توان تمامی بار شبکه را بوسیله ژنراتور تنظیم نمائیم.المانهای موجود در شبکه ترانسفورمرها که همواره قدرت راکتیو جذب می کنند خطوط انتقال مخصوصاً خطوط انتقال طولانی و کابلها که قدرت راکتیو ایجاد می کنند مخصوصاً در بار که ژنراتورها خود می توانند تولید و یا جذب قدرت راکتیو کنند و یا موتورهای سنکرون بعنوان کمپانزاتورکه با دست زدن به تحریک آنها می شود که آنرا بعنوان مولد قدرت راکتیو بکار برد.
از کاربردهای موتور سنکرون در حالت بی باری «کندانسور سنکرون» است. در این حالت این موتور همچون خازن یا سلفی رفتار می کند که جهت تنظیم ولتاژ و کنترل توان راکتیو مورد بهره برداری قرار می گیرد
Synchronous Compensators
در نتیجه یکی از جبرانسازها با استفاده از موتور سنکرون است :
جبران سازهای سنکرون
(هم در سیستم فوق توزیع و هم انتقال (
جبران کننده سنکرون در واقع یک موتور سنکرون بی بار است و جذب یا تولید توان راکتیو در آن به مقدارتحریک بستگی دارد.
تلفات آن قابل مقایسه با خازنهای استاتیک است در حالیکه ضریب قدرت آن غیرصفر می باشد.
در حالت high load بصورت overexcited بعنوان جبران و تنظیم کننده ولتاژ بکار می رود
سیستم AVR مربوط به کمپاتراتور توسط ولتاژ خط 275kv و جریان کمپانزاتور کنترل می شود
این کار باعث ایجاد تغییرات لازم در مشخصه V-Q مربوط به سیستم خواهد شد.