정적 VAR 보상기

전기공학에서 정적 VAR 보상기(, SVC)는 고전압 송전망에 빠르게 반응하는 무효 전력을 제공하는 전기 장치 세트이다. SVC는 유연 교류 송전 시스템(FACTS)Song, Y. H., Johns, A. T. Flexible AC transmission systems. IEE. .Hingorani, N.G. & Gyugyi, L. Understanding FACTS - Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. IEEE. . 장치 계열의 일부로, 전압, 역률, 고조파를 조절하고 시스템을 안정화시킨다. 정적 VAR 보상기에는 (내부 개폐기 외에는) 의미 있는 가동부가 없다. SVC가 발명되기 전에는 동기 조상기 또는 스위치드 축전기 뱅크와 같은 대형 회전 기계가 역률 보상을 담당했다.

SVC는 시스템을 역률 1에 가깝게 만들기 위해 설계된 자동화된 임피던스 정합 장치이다. SVC는 두 가지 주요 상황에서 사용된다.
 송전 시스템에 연결되어 송전 전압을 조절 ("송전 SVC")
 대규모 산업 부하 근처에 연결되어 전력 품질을 향상 ("산업용 SVC")

송전 분야에서 SVC는 그리드 전압을 조절하는 데 사용된다. 전력 시스템의 무효 부하가 용량성 (진상)이면, SVC는 사이리스터 제어 리액터를 사용하여 시스템에서 VAR을 소비하여 시스템 전압을 낮춘다. 유도성 (지상) 조건에서는 축전기 뱅크가 자동으로 투입되어 더 높은 시스템 전압을 제공한다. 지속적으로 가변 가능한 사이리스터 제어 리액터를 축전기 뱅크 스텝과 함께 연결함으로써, 결과적으로 지속적으로 가변 가능한 진상 또는 지상 전력을 제공한다.

산업 분야에서 SVC는 일반적으로 아크로와 같이 높고 빠르게 변동하는 부하 근처에 배치되어 플리커 전압을 완화한다.

 설명 
 원리 
일반적으로 SVC는 하나 이상의 고정 또는 스위칭 축전기 뱅크 또는 리액터로 구성되며, 이 중 적어도 하나의 뱅크는 사이리스터에 의해 스위칭된다. SVC를 구성하는 데 사용될 수 있는 요소는 일반적으로 다음과 같다.
 사이리스터 제어 리액터 (TCR), 리액터는 공심 또는 철심일 수 있다.
 사이리스터 스위치드 축전기 (TSC)
 고조파 필터
 기계적으로 스위칭되는 축전기 또는 리액터 (회로 차단기에 의해 스위칭됨)


사이리스터에 의해 스위칭되는 위상각 변조를 통해, 리액터는 회로로 가변적으로 스위칭되어 전기 네트워크에 지속적으로 가변적인 VAR 주입 (또는 흡수)을 제공한다. 이 구성에서, 조잡한 전압 제어는 축전기에 의해 제공되며; 사이리스터 제어 리액터는 부드러운 제어를 제공한다. 사이리스터 제어 축전기 스위칭을 통해 더 부드러운 제어와 더 많은 유연성을 제공할 수 있다.

섬네일|델타 연결로 표시된 사이리스터 제어 리액터 (TCR)

섬네일|델타 연결로 표시된 사이리스터 스위치드 축전기 (TSC)

사이리스터는 전자적으로 제어된다. 사이리스터는 모든 반도체와 마찬가지로 열을 발생시키므로 탈이온수가 일반적으로 냉각에 사용된다. 이러한 방식으로 회로에 무효 부하를 조각하는 것은 바람직하지 않은 홀수 차수 고조파를 주입하므로, 일반적으로 파형을 매끄럽게 하기 위해 고전력 전자 필터 뱅크가 제공된다. 필터 자체는 용량성이므로 전력 시스템에 MVAR을 내보내기도 한다.

정확한 전압 조절이 필요한 경우 더 복잡한 배열이 실용적이다. 전압 조절은 피드백 제어기를 통해 제공된다. 원격 감시 제어 및 전압 설정값의 수동 조정 또한 일반적이다.

 연결 
일반적으로 정적 VAR 보상은 선로 전압에서 이루어지지 않는다. 변압기 뱅크는 송전 전압 (예: 230kV)을 훨씬 낮은 수준 (예: 9.0kV)으로 낮춘다. 이는 SVC에 필요한 구성 요소의 크기와 수를 줄이지만, 도체는 낮은 전압과 관련된 높은 전류를 처리하기 위해 매우 커야 한다. 전기 아크로와 같은 산업용 정적 VAR 보상기 중 일부에서는 기존의 중전압 모선 (예: 33kV 또는 34.5kV)이 있을 수 있으며, 변압기 비용을 절감하기 위해 정적 VAR 보상기가 직접 연결될 수 있다.

SVC의 또 다른 일반적인 연결 지점은 하나의 송전 전압을 다른 전압에 연결하는 데 사용되는 Y-연결 변압기의 델타 제3 권선이다.

SVC의 동적 특성은 직렬 및 역병렬로 연결된 사이리스터를 사용하여 "사이리스터 밸브"를 형성하는 데 있다. 보통 직경이 수 인치인 원반형 반도체는 일반적으로 "밸브 하우스"라고 불리는 실내에 위치한다.

 장점 
SVC의 주요 장점은 단순한 기계적으로 스위칭되는 보상 방식에 비해 시스템 전압 변화에 거의 즉각적으로 반응한다는 점이다. 이러한 이유로, 필요할 때 신속하게 제공할 수 있는 무효 전력 보상을 최대화하기 위해 종종 영점 근처에서 작동된다.

일반적으로 동기 조상기와 같은 동적 보상 방식보다 저렴하고, 용량이 크며, 빠르고 신뢰성이 높다. 그러나 정적 VAR 보상기는 기계적으로 스위칭되는 축전기보다 비싸므로, 많은 시스템 운영자는 두 기술의 조합 (때로는 동일한 설치에서)을 사용하며, 정적 VAR 보상기는 빠른 변화에 대한 지원을 제공하고 기계적으로 스위칭되는 축전기는 정상 상태 VAR을 제공한다.

 같이 보기 
유사한 장치에는 다음이 포함된다:
 정지형 동기 보상기 (STATCOM)
 통합 전력 흐름 제어기 (UPFC).
 Common Smart Inverter Profile

 각주 

분류:전력
분류:전력장치
분류:일률