FACTS kısaltması, “Esnek AC İletim Sistemleri” anlamına gelir. Bu sistemler, #DC'nin bazı özelliklerini, yani faz bağımsızlığı ve hızlı kontrol edilebilirliği, elektronik kontrolörler aracılığıyla #AC iletim sistemine dahil eder. Bu tür kontrolörler şönt veya seri bağlı veya her ikisi birden olabilir. Değişken reaktansları veya AC voltaj kaynaklarını temsil ederler.
Yük akışı kontrolü sağlayabilirler ve hızlı kontrol edilebilirlikleri sayesinde güç salınımlarının sönümlenmesi veya senkronize olmayan rezonansın (SSR) önlenmesini sağlayabilirler.
FACTS denetleyicilerinin tipik derecelendirmeleri, yaklaşık otuz ila birkaç yüz MVAr arasında değişebilir. Normalde AC trafo merkezlerine entegre edilebilirler. HVDC dönüştürücüler gibi, kontroller, soğutma sistemleri, harmonik filtreler, transformatörler ve ilgili kurulum faaliyetleri (inşaat işleri vs.) gerektirirler.
Statik VAr kompansatörleri (#SVC), en yaygın paralel bağlantılı kontrolörlerdir. Bunlar aslında değişken reaktanslardır.
SVC'ler, ya büyük endüstriyel yüklerin (örneğin ark fırınları olabilir) yük (titreme) kompanzasyonu için ya da kamu hizmet sistemlerinde iletim kompanzasyonu için uzun yıllardır başarıyla kullanılmaktadır.
Şekil 1, bir tristör kontrollü reaktör, iki tristör anahtarlamalı kapasitör ve bir harmonik filtre içeren bir SVC'nin şematik tek hat diyagramını göstermektedir.
1 – Trafo (#Transformatör)
2 – Tristör Kontrollü Reaktör (#TCR)
3 – Sabit bağlı Kapasitör/Filtre Bankası
4 – Tristör Anahtarlamalı Kapasitör Bankası (#TSC)
Tristör denetleyicisi ve anahtarları, kapasitif ve endüktif tasarım limitleri arasında genel SVC reaktansının hızlı kontrolünü sağlar. Ağ empedansı nedeniyle, bu yetenek dinamik bara voltajı kontrolüne dönüşür. Sonuç olarak, SVC iletim kararlılığını iyileştirebilir ve belirli bir yol boyunca güç iletim sınırlarını artırabilir.
Yüksek voltaj tarafında harmonik filtre ve kapasitör bankları, reaktörler (normalde hava çekirdeği), düşürücü transformatörler, kesiciler ve bağlantı kesme anahtarları ve ayrıca orta voltaj tarafında ağır hizmet tipi veri yolu çalışması çoğu SVC istasyonunu karakterize eder. Orta gerilim duvar buşinglerine sahip bir bina veya e-ev, güç elektroniği (tristör) denetleyicileri içerir. İlgili soğutucu genellikle yakınlarda bulunur.
Şekil 2, ilgili tek hat şemasını göstermektedir. STATCOM, klasik (dönen) senkron kondansatörün elektronik eşdeğeridir ve STATCOM'un bir uygulaması, eski senkron kondansatörlerin değiştirilmesidir.
Yüksek kontrol hızı ve düşük bakım ihtiyacı bu seçimi destekleyebilir. STATCOM'un atalet eksikliğinin bir sorun olduğu durumlarda, yeterince büyük bir dc kondansatör ile bunun üstesinden gelinebilir. STATCOM, bir SVC'den daha az harmonik filtre ve kapasitör gerektirir ve hiç reaktör gerektirmez.
Bu, bir STATCOM istasyonunun ayak izini daha geleneksel SVC'ninkinden önemli ölçüde daha kompakt hale getirir.
Klasik sabit seri kapasitörler (SC) gibi, tristör kontrollü seri kapasitörler (TCSC) normalde faz potansiyelinde faz başına bir tane olmak üzere yalıtılmış platformlarda bulunur. Sabit SC, hat endüktansının sabit bir kısmını telafi ederken, TCSC'nin etkin kapasitansı ve telafi seviyesi statik ve dinamik olarak değiştirilebilir. Değişkenlik, ana kapasitöre paralel bağlanan tristör kontrollü bir reaktör tarafından gerçekleştirilir.
Bu devre ve ilgili ana koruma ve anahtarlama elemanları Şekil 3'te gösterilmektedir. Tristörler, platformlarda hava koşullarına dayanıklı muhafazalar içine yerleştirilmiştir. Platformlar ve yer arasında iletişim bağlantıları mevcuttur. Sıvı soğutma, yalıtım malzemesinden yapılmış zeminden platforma borularla sağlanır.
Gerektiğinde yardımcı platform gücü, akım trafoları (CT'ler) aracılığıyla hat akımından çıkarılır. Çoğu geleneksel SC'ler gibi, TCSC'ler de tipik olarak mevcut trafo merkezlerine entegre edilir. Mevcut bir SC'yi TCSC'ye yükseltmek genellikle mümkündür.
Seri kompanzasyonda yeni bir gelişme, tristör korumalı seri kompansatördür (TPSC). Devre temel olarak TCSC ile aynıdır, ancak herhangi bir kontrol edilebilir reaktör ve zorlamalı tristör soğutması yoktur.
Bir TPSC'nin tristörleri, kapasitörleri aşırı gerilime karşı korumak için yalnızca bir baypas anahtarı olarak kullanılır, böylece nispeten uzun soğutma aralıkları olan büyük MOV tutucu sıralarından kaçınılır. SVC ve STATCOM kontrolörleri şönt cihazlarken ve TCSC'ler seri cihazlarken, birleşik güç akış kontrolörü (#UPFC) olarak adlandırılan, her ikisinin bir kombinasyonudur.
Şekil 4 temel devreyi göstermektedir. UPFC, her ikisi de kontrol binası içindeki ilgili voltaj-kaynak-dönüştürücü devresi aracılığıyla bir dc kapasitöre birbirine bağlı şönt bağlantılı bir transformatör ve seri bağlı hat sargılarına sahip bir transformatör kullanır.
Daha yeni bir #FACTS istasyon projesi, UPFC ile benzer şönt ve seri elemanları içerir ve bu, değişen sistem gereksinimlerini karşılamak için yeniden yapılandırılabilir. Bu yapılandırmaya dönüştürülebilir statik dengeleyici (CSC) adı verilir.
FACTS istasyonlarının yeniden yapılandırılabilme ve hatta yerlerinin değiştirilebilme kolaylığı önemli bir faktördür ve trafo merkezi tasarımını etkileyebilir. Üretim ve yük modellerindeki değişiklikler, bu tür bir esnekliği arzu edilebilir hale getirebilir.
Şekil 5, 500 kV AC fideri (sol tarafta), transformatörleri (üç adet tek fazlı ünite artı bir yedek), orta gerilim barasını ve üç tristör anahtarlamalı kapasitör (TSC) sırasını ve ayrıca tristör anahtarlarını ve kontrollerini barındıran bina.
Şekil 6'da gösterilen SVC, Oslo'nun güneybatısındaki 420 kV Norveç ac şebekesine bağlıdır.Binanın sağ tarafında 9.3-kV yüksek akım buswork ile birlikte görülebilen tristör kontrollü reaktörler (TCR) ve TSC'ler kullanır.
Şekil 7, ABD'deki iki adet 500 kV TCSC kurulumunun fotoğraflarını göstermektedir. Platforma monte valf muhafazaları açıkça görülmektedir. Slatt (U.S.), faz başına altı eşit TCSC modülüne sahiptir ve sıra başına üç yuvanın her birinde birleştirilmiş iki valf vardır.
Referans: High-Voltage Power Electronic Substations by Gerhard Juette and Asok Mukherjee (Siemens AG)