नम्य प्रत्यावर्ती धारा प्रेषण प्रणाली

एक लचीली प्रत्यावर्ती धारा संचरण प्रणाली (FACTS) एक ऐसी प्रणाली है जो प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत शक्ति संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थैतिक उपकरणों से बनी होती है। इसका उद्देश्य नियंत्रणीयता को बढ़ाना और नेटवर्क की पावर ट्रांसफर क्षमता को बढ़ाना है। यह आम तौर पर एक बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स -आधारित प्रणाली है।

FACTS को इंस्टीट्यूट ऑफ़ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स (IEEE) द्वारा एक पावर इलेक्ट्रॉनिक आधारित सिस्टम और अन्य स्थिर उपकरण के रूप में परिभाषित किया गया है जो नियंत्रणीयता बढ़ाने और पावर ट्रांसफर क्षमता को बढ़ाने के लिए एक या अधिक एसी ट्रांसमिशन सिस्टम मापदंडों पर नियंत्रण प्रदान करता है। सीमेंस के अनुसार, FACTS AC ग्रिड की विश्वसनीयता बढ़ाता है और बिजली वितरण लागत कम करता है। वे ग्रिड को आगमनात्मक या प्रतिक्रियाशील बिजली की आपूर्ति करके बिजली पारेषण की गुणवत्ता और दक्षता में सुधार करते हैं।

शंट मुआवजा
शंट क्षतिपूर्ति में, बिजली प्रणाली को FACTS के साथ शंट (इलेक्ट्रिकल) (समानांतर) में जोड़ा जाता है। यह एक नियंत्रणीय वर्तमान स्रोत के रूप में कार्य करता है। शंट मुआवजा दो प्रकार का होता है:


 * शंट कैपेसिटिव मुआवजा: इस विधि का उपयोग ऊर्जा घटक  में सुधार के लिए किया जाता है। जब भी कोई इंडक्टिव लोड  संचरण लाइन  से जुड़ा होता है, तो लैगिंग लोड करंट के कारण पावर फैक्टर लैग हो जाता है। क्षतिपूर्ति करने के लिए, एक शंट कैपेसिटर जुड़ा होता है जो स्रोत वोल्टेज की ओर जाने वाली धारा को खींचता है। शुद्ध परिणाम पावर फैक्टर में सुधार है।
 * शंट प्रेरक मुआवजा: इस विधि का उपयोग या तो ट्रांसमिशन लाइन को चार्ज करते समय किया जाता है, या, जब प्राप्त छोर पर बहुत कम लोड होता है। बहुत कम, या कोई लोड न होने के कारण - ट्रांसमिशन लाइन से बहुत कम धारा प्रवाहित होती है। ट्रांसमिशन लाइन में शंट कैपेसिटेंस वोल्टेज प्रवर्धन (फेरांति प्रभाव) का कारण बनता है। प्राप्तकर्ता अंत वोल्टेज भेजने वाले अंत वोल्टेज से दोगुना हो सकता है (आमतौर पर बहुत लंबी ट्रांसमिशन लाइनों के मामले में)। क्षतिपूर्ति के लिए, शंट इंडक्टर्स को ट्रांसमिशन लाइन से जोड़ा जाता है। इस प्रकार शक्ति समीकरण के आधार पर शक्ति हस्तांतरण क्षमता बढ़ जाती है $$P=\left(\frac{EV}{X}\right)\sin(\delta)$$ कहाँ $$\delta$$ शक्ति कोण है.

सिद्धांत
नो-लॉस लाइन के मामले में, प्राप्तकर्ता छोर पर वोल्टेज परिमाण भेजने वाले छोर पर वोल्टेज परिमाण के समान है: वीs = वीr = V. संचरण के परिणामस्वरूप चरण अंतराल होता है $$ \delta $$ यह लाइन रिएक्शन एक्स पर निर्भर करता है।


 * $$\begin{align}

\underline{V_s} &= V \cos\left(\frac{\delta}{2}\right) + jV \sin\left(\frac{\delta}{2}\right) \\[3pt] \underline{V_r} &= V \cos\left(\frac{\delta}{2}\right) - jV \sin\left(\frac{\delta}{2}\right) \\[3pt] \underline{I} &= \frac{\underline{V_s} - \underline{V_r}}{jX} = \frac{2V\sin{\left(\frac{\delta}{2}\right)}}{X} \end{align}$$ चूँकि यह एक बिना हानि वाली रेखा है, सक्रिय शक्ति P रेखा के किसी भी बिंदु पर समान है:


 * $$P_s=P_r=P=V \cos\left(\frac{\delta}{2}\right) \cdot \frac{2V\sin{\left(\frac{\delta}{2}\right)}}{X}=\frac{V^2}{X}\sin(\delta)$$

भेजने वाले सिरे पर प्रतिक्रियाशील शक्ति प्राप्तकर्ता सिरे पर प्रतिक्रियाशील शक्ति के विपरीत होती है:


 * $$Q_s = -Q_r = Q = V\sin\left(\frac{\delta}{2}\right) \cdot \frac{2V\sin\left(\frac{\delta}{2}\right)}{X} = \frac{V^2}{X}(1 - \cos\delta)$$

जैसा $$\delta$$ बहुत छोटा है, सक्रिय शक्ति मुख्य रूप से निर्भर करती है $$ \delta $$ जबकि प्रतिक्रियाशील शक्ति मुख्य रूप से वोल्टेज परिमाण पर निर्भर करती है।

श्रृंखला मुआवजा
श्रृंखला क्षतिपूर्ति संशोधित लाइन प्रतिबाधा के लिए तथ्य: ट्रांसमिटेबल सक्रिय शक्ति को बढ़ाने के लिए एक्स को कम किया जाता है। हालाँकि, अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान की जानी चाहिए।
 * $$\begin{align}

P &= \frac{V^2}{X - Xc}\sin(\delta) \\[3pt] Q &= \frac{V^2}{X - Xc}(1 - \cos(\delta)) \end{align}$$

शंट मुआवजा
वोल्टेज परिमाण को बनाए रखने के लिए प्रतिक्रियाशील धारा को लाइन में इंजेक्ट किया जाता है। संचारण योग्य सक्रिय शक्ति बढ़ाई गई है लेकिन अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान की जानी है।


 * $$\begin{align}

P &= \frac{2V^2}{X}\sin\left(\frac{\delta}{2}\right)\\[3pt] Q &= \frac{4V^2}{X}\left[1-\cos\left(\frac{\delta}{2}\right)\right] \end{align}$$

श्रृंखला मुआवजे के उदाहरण
* स्थैतिक तुल्यकालिक श्रृंखला कम्पेसाटर (एसएसएससी)
 * थाइरिस्टर-नियंत्रित श्रृंखला [[संधारित्र]] (टीसीएससी): एक श्रृंखला संधारित्र बैंक को थाइरिस्टर-नियंत्रित प्रारंभ करनेवाला रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है
 * थाइरिस्टर-नियंत्रित श्रृंखला रिएक्टर (टीसीएसआर): एक श्रृंखला रिएक्टर बैंक को थाइरिस्टर-नियंत्रित रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड श्रृंखला संधारित्र (टीएसएससी): एक श्रृंखला कैपेसिटर बैंक को थाइरिस्टर-स्विच्ड रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड श्रृंखला रिएक्टर (टीएसएसआर): एक श्रृंखला रिएक्टर बैंक को थाइरिस्टर-स्विच्ड रिएक्टर द्वारा शंट किया जाता है

शंट मुआवजे के उदाहरण
* स्टेटिक सिंक्रोनस कम्पेसाटर (STATCOM); पहले स्थैतिक संघनित्र (STATCON) के रूप में जाना जाता था
 * स्टेटिक VAR कम्पेसाटर (एसवीसी)। सबसे आम एसवीसी हैं:
 * थाइरिस्टर-नियंत्रित रिएक्टर (TCR): रिएक्टर एक द्विदिशात्मक थाइरिस्टर वाल्व के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। थाइरिस्टर वाल्व चरण-नियंत्रित है। समतुल्य प्रतिक्रिया लगातार बदलती रहती है।
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड रिएक्टर (टीएसआर): टीसीआर के समान लेकिन थाइरिस्टर या तो शून्य- या पूर्ण-चालन में है। समतुल्य प्रतिक्रिया चरणबद्ध तरीके से भिन्न होती है।
 * थाइरिस्टर-स्विच्ड कैपेसिटर (टीएससी): कैपेसिटर एक द्विदिशात्मक थाइरिस्टर वाल्व के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। थाइरिस्टर या तो शून्य- या पूर्ण-चालन में है। समतुल्य प्रतिक्रिया चरणबद्ध तरीके से भिन्न होती है।
 * यंत्रवत्-स्विचित संधारित्र (एमएससी): संधारित्र को सर्किट-ब्रेकर द्वारा स्विच किया जाता है। इसका उद्देश्य स्थिर अवस्था प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई करना है। इसे दिन में केवल कुछ ही बार स्विच किया जाता है।

यह भी देखें

 * स्थैतिक तुल्यकालिक श्रृंखला कम्पेसाटर
 * एचवीडीसी
 * विद्युत उपयोगिताओं के लिए गतिशील लाइन रेटिंग

संदर्भ

 * In-line references


 * General references


 * Narain G. Hingorani, Laszlo Gyugyi Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems, Wiley-IEEE Press, December 1999. ISBN 978-0-7803-3455-7
 * Xiao-Ping Zhang, Christian Rehtanz, Bikash Pal, Flexible AC Transmission Systems: Modelling and Control, Springer, March 2006. ISBN 978-3-540-30606-1. https://link.springer.com/book/10.1007%2F3-540-30607-2
 * Xiao-Ping Zhang, Christian Rehtanz, Bikash Pal, Flexible AC Transmission Systems: Modelling and Control, 2nd Edition, Springer, Feb 2012, ISBN 978-3-642-28240-9 (Print) 978-3-642-28241-6 (Online), https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-642-28241-6
 * A. Edris, R. Adapa, M.H. Baker, L. Bohmann, K. Clark, K. Habashi, L. Gyugyi, J. Lemay, A. Mehraban, A.K. Myers, J. Reeve, F. Sener, D.R. Torgerson, R.R. Wood, Proposed Terms and Definitions for Flexible AC Transmission System (FACTS), IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, No. 4, October 1997. doi: 10.1109/61.634216 http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=00634216