Name: voltage and reactive power control
Uploaded: 2024-11-21T14:54:26.000Z
Duration: 1 min 30 s
Channel: JoVE

Güç akışını kontrol etmek, jeneratörlerin ana taşıyıcı ve uyarma kontrolü, şönt kapasitör bankaları, reaktörler, statik var sistemleri ve düzenleyici transformatörler gibi bileşenlerin yönetilmesini gerektirir.
Kararlı durum koşulları altındaki bir jeneratör, terminal voltajı, uyarma voltajı, güç açısı ve senkron reaktans dahil olmak üzere Thévenin eşdeğeri ile temsil edilir.
Jeneratörün akım, gerçek ve reaktif güçleri daha sonra hesaplanır.
Güç açısının arttırılması gerçek gücü artırır ancak reaktif gücü azaltırken, uyarma voltajının arttırılması reaktif gücü arttırır ve güç açısını biraz azaltır.
Bir baraya bir şönt kapasitör bankası eklemek voltajını arttırırken, bir şönt reaktör onu azaltır.
Kademe değiştiren ve voltaj düzenleyen transformatörler, bara gerilimlerini ve reaktif güç akışlarını kontrol eder. Faz açısı düzenleyici transformatörler, bara açılarını ve gerçek güç akışlarını kontrol eder.
Kademe ayarlarındaki veya voltaj regülasyonundaki değişiklikler, güç akış programı tarafından hesaplanan transformatörün dönüş oranını değiştirir.
Program ayrıca anahtarlama hatlarının, transformatörlerin, yüklerin ve jeneratörlerin etkilerini de değerlendirir. Gelecekteki yük artışını karşılamak için değişiklikleri simüle eder.

güç akışının kontrolü

<div>
Güç sistemlerinde güç akışını kontrol etmenin birkaç yöntemi vardır:

<ul style="padding-left: 35px;">
	<li style="list-style: disc;">Jeneratörlerin birincil tahrik ve uyarma kontrolü</li>
	<li style="list-style: disc;">Şönt kapasitör bankalarının, şönt reaktörlerin ve statik var sistemlerinin anahtarlanması</li>
	<li style="list-style: disc;">Kademe değiştiren ve düzenleyen trafolarının kontrolü</li>
</ul>

Sistemdeki basit bir jeneratör, dengeli sabit durum koşulları altında çalışan modelini temsil eden Thevenin eşdeğer devresi ile temsil edilir. Temel parametreler jeneratör terminal voltajı V_t, uyarma voltajı E_g, güç açısı δ ve pozitif dizi senkron reaktansı X_g'yi içerir.

<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/16150/16150_PT_Image_1.svg" style="height: 36px;">

Jeneratör akımı:

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16150/16150_PT_equation_1.svg" style="height: 160px;">

ve sağlanan karmaşık güç şudur:

<img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/16150/16150_PT_equation_2.svg" style="height: 36px;">

Bir güç sistemi barasına eklenen bir şönt kapasitör bankası, bara voltaj büyüklüğünü artırır ve reaktif gücü telafi eder. Bu ayarlama, negatif reaktif gücü emen ve böylece sistemden gelen genel reaktif güç talebini azaltan bir kapasitör bağlanarak modellenir. Ek olarak, kademe değiştirmeli transformatörler, dönüş oranını ayarlayarak bara voltajlarını düzenlemek ve reaktif güç akışlarını yönetmek için kullanılır ve böylece ağdaki voltaj ve reaktif güç profili etkilenir. Bu ayarlama, sistem kararlılığını ve verimliliğini korumaya, yük değişimlerini karşılamaya ve güç dağıtımını iyileştirmeye yardımcı olur.

Güç akışı çalışmaları genellikle üretim seviyelerini ve kontrol ayarlarını ayarlamak için deneme yanılma yöntemini kullanır. Bu ayarlamalar, sistemin istenen ekipman yüklemelerini ve voltaj profillerini karşılamasını sağlayarak şebekeyi yük artışı, yeni iletimler, trafo ve üretim için hazırlar. Güç akışının kontrolü, sistem kararlılığını, verimliliğini ve güvenilirliğini korumak için çeşitli yöntemler ve ayarlamalar içeren dinamik bir süreçtir.
</div>

Güç Akışının Kontrolü

Güç akışını kontrol etmek, jeneratörlerin ana taşıyıcı ve uyarma kontrolü, şönt kapasitör bankaları, reaktörler, statik güç kaynakları gibi bileşenlerin yönetilmesini gerektirir.

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

Elektrik Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

Steady-State Transmission Lines and Power Flows

Kararlı Durum İletim Hatları ve Güç Akışları

steady-state-transmission-lines-and-power-flows

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

Control of Power Flow

voltage and reactive power control

Voltage and reactive power control help keep a power system stable and efficient. In this topic, generator settings, switched equipment, and transformer taps work together to guide how power moves through the network.

A generator can be modeled with a Thevenin equivalent circuit under balanced steady-state conditions. The main terms are terminal voltage Vt, excitation voltage Eg, power angle δ, and positive-sequence synchronous reactance Xg. From this model, the generator current and the complex power delivered can be determined.

One way to adjust power flow is through generator control. The prime mover and the excitation system can be changed to influence generation and voltage behavior. Power flow studies often use trial and error to set these values and other controls.

Shunt capacitor banks, shunt reactors, and static var systems are also used to manage reactive power. A shunt capacitor bank connected to a bus raises the bus voltage magnitude. It also compensates for reactive power by absorbing negative reactive power, which lowers the system’s overall reactive power demand.

Tap-changing and regulating transformers provide another way to control bus voltage and reactive power flow. By changing the turns ratio, these transformers alter the voltage profile across the network. This helps the system handle load changes and support efficient power delivery.

These control steps are used to meet equipment loading limits and desired voltage profiles. They also prepare the network for load growth, new transmission lines, transformers, and added generation. In this way, power flow control remains a dynamic process that supports stability, efficiency, and reliability.

Voltage and Reactive Power Control

transmission-line differential equations

Modeling Voltage and Current on Transmission Lines

Transmission lines carry electric power, and their resistance, inductance, and capacitance are spread out along the line. Because these properties are distributed per unit length, voltage and current change as they move from one end of the line to the other. Differential equations are used to describe that variation. A line-section model helps show how this works. In the model, a small length, Δx, is used to represent the line. Voltage V(x) and current i(x) are measured from the receiving end.

lossless lines

Lossless Lines and Voltage Behavior

Lossless transmission lines in electrical engineering are described by a purely imaginary propagation constant and a resistive characteristic impedance. Their ABCD parameters show an equivalent pi circuit with an imaginary series impedance and a shunt admittance. When the product of beta and line length is less than pi, the line has inductive series impedance and capacitive shunt admittance, which keeps it lossless. Wavelength is the physical length over which voltage or current phase changes...

maximum power flow and line loadability

Transmission Line Power Limits and Loadability

Transmission line power limits and loadability depend on voltage, angle, and line impedance. For lossy transmission lines, ABCD parameters in phasor form are used to relate sending-end and receiving-end voltages and currents. This matrix relation makes it possible to find the receiving-end current and then calculate the complex power delivered to the load. From the complex power, the real and reactive power components can be determined. For a lossless line, the equations become simpler, and...

the power flow problem and solution

Power Flow Analysis in Electric Networks

Power flow analysis helps determine how real and reactive power move through an electric network. It uses the system’s single-line diagram, which shows the buses, transmission lines, transformers, and loads. The analysis focuses on balanced three-phase steady-state operation. Each bus in the system has four key variables: voltage magnitude V k, phase angle δ k, real power P k, and reactive power Q k. Two of these four variables are treated as inputs. The power flow program solves for the...

control of power flow

Voltage and reactive power control help keep a power system stable and efficient. In this topic, generator settings, switched equipment, and transformer taps work together to guide how power moves through the network. A generator can be modeled with a Thevenin equivalent circuit under balanced steady-state conditions. The main terms are terminal voltage Vt, excitation voltage Eg, power angle δ, and positive-sequence synchronous reactance Xg. From this model, the generator current and the...

fast decoupled and dc powerflow

Power Flow Shortcuts for Grid Contingencies

Fast decoupled power flow and DC power flow give engineers faster ways to study a power system during contingencies such as generator outages or transmission line failures. These methods help operators get quick power flow solutions, which is important for real-time system adjustments. Fast decoupled power flow simplifies the Jacobian matrix, the set of equations used in power flow calculations, by neglecting some elements. The method drops J2 and J3 and assumes voltage magnitudes stay close...

key terms and concepts

Learn how generator settings, shunt capacitors, reactors, and tap-changing transformers help control voltage, reactive power, and power flow in power systems.

Voltage and Reactive Power Control | JoVE K12

JoVE Core Elektrik Mühendisliği, devre analizi teknikleriyle birlikte elektrik devrelerinin temel kavramlarını kapsayan, anlaşılması kolay animasyonlu videolar sunar. Operasyonel amplifikatörler ve devre dönüşümü kavramlarını kullanarak birinci dereceden ve ikinci dereceden devreleri içerir. Pratik tasarım örneklerinin ve gerçek dünya uygulamalarının bilim insanlarınca hazırlanan videolar aracılığıyla dahil edilmesi, karmaşık kavramları erişilebilir hale getirerek önemli bir eğitim değeri katmaktadır.

electrical engineering

Voltage and Reactive Power Control

Description

Transcript

Tags