Investigation of reactive power compensation in a power distribution network

Abstract

Güç kalitesi, dağıtım şebekesinde elektrik tüketicilerinin her türlü kullanımı için en önemli konulardan biridir.Üç fazlı güç sistemlerinin dengesiz çalışması,sıfır ve negatif dizi akım bileşenlerinin artırmasına; transformatörlerin doyuma gitmesine, jeneratörde kararsızlık problemlerine veya doğrultucularda dalgalanmalara,nötr hatlarda aşırı güç kaybına ve makinelerin aşırı ısınmasına neden olur,bunların hepsi istenmeyen etkilerdir. Farklı fazların yüklerindeki değişim dengesiz çalışma koşullarına yol açar.Bu nedenle,bu yüklerin yönetimi bir güç sisteminin verimli çalışması için önemlidir. Reaktif güc kompanzasyonu dengesiz durumun reaktif güç varlığından kaynaklanması durumunda güç aktarım yeteneğini arttırmak ve dengesiz durumdan sistemin dengeli bir şekilde çalışması için kullanılır.Bu çalışmada, dengesiz işletim sistemlerinden dengeli bir işletim sistemi elde etmek ve bir dağıtım şebekesinin çalışma verimliliğini artırmak için Statik VAR kompansatör (SVK) (Sabit Kapasitör-Tristör Kontrollü Reaktör (SK-TKR) tipi) kullanıılmıştır. SVK, voltajı bağlantı noktasında belirli bir değere ayarlamak için otomatik olarak reaktif gücü emen veya enjekte eden çok yönlü bir denetleyicidir. Anahtarlama elemanları kullanan reaktif güç kompansatörün çalışması harmoniklerin güç sistemine aktarılmasına neden olur.Bu harmoniklerin eliminasyonu veya en azından küçültülmesi çok önemlidir.Önerilen model Bağdat dağıtım şebekesinde bir besleyiciye uygulanmıştır.Yeni Jadrea-Arkheta 33 KV besleyici, uzunluğu 7.25 km'dir.Önerilen model MATLAB programı alt yapısı kullanılarak yazılmıştır.Bu yazılımın etkinliği ve güvenilirliği SVK parametreleri kullanılarak elde edilen sonuçlar ile gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Güç Faktörü, Güç Sistemi, Reaktif Güç Kompanzasyonu, Tristör Kontrollü Reaktör.

Power quality is one of the most important issues in the distribution network for electricity consumers for all types of usage. The unbalanced operation of three-phase power systems causes zero and negative sequence current components to increase, which causes the transformers to go to saturation, instability problems in generators or ripple in rectifiers, excessive losses of power in neutral lines , and excessive heating of machines, all of which are undesirable effects. The difference in loads of different phases leads to unbalanced operating conditions. Therefore, the management of these loads is important for the efficient operation of a power system. The compensation of reactive power is utilized to enhance power transfer capability and to achieve a balanced operation of the system from an unbalanced state only if the unbalanced state is due to the existence of reactive power.In this study, The Static VAR Compensator (SVC) {Fixed Capacitor-Thyristor Controlled Reactor (FC-TCR) type} is considered to achieve a balanced operation of the system from an unbalanced state and to enhance the operational efficiency of a distribution network. The SVC is a versatile controller that absorbs or injects reactive power automatically so as to maintain the voltage at a specified value at the connection point. The operation of a reactive power compensator, which uses switching elements, causes harmonics to be introduced into the power system. The elimination, or at least the minimization, of these harmonics is very important. The proposed model has been simulated for a feeder in the Baghdad distribution network, namely the New Jadrea-Arkheta 33 KV feeder of length 7.25 km. The software of the proposed model has been written using the MATLAB program. The efficiency and reliability of this software is demonstrated by the obtained results using the parameters of SVCs. Keywords: Power Factor, Power System, Reactive Power Compensation, Thyristor Controlled Reactor.