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I compensatori statici di potenza reattiva (SVC) garantiscono una compensazione dinamica e rapida della potenza reattiva

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Compensatore statico di potenza reattiva (SVC)

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Un compensatore statico di potenza reattiva (SVC) è un dispositivo FACTS (Flexible AC Transmission System) collegato in derivazione, utilizzato per fornire una compensazione dinamica e rapida della potenza reattiva nelle reti elettriche. Regola la tensione di rete generando o assorbendo rapidamente potenza reattiva (MVAR) attraverso la commutazione controllata di reattori e banchi di condensatori mediante tiristori.

Gli SVC sono ampiamente utilizzati nelle reti di trasmissione ad alta tensione, negli impianti industriali, nei sistemi di energia rinnovabile e nelle applicazioni relative alla qualità dell’energia.

1. Principio di funzionamento

Un SVC controlla il flusso di potenza reattiva variando la propria suscettanza equivalente:
Quando la tensione di rete è bassa:
·L’SVC fornisce potenza reattiva (funzionamento capacitivo)
·La tensione aumenta
Quando la tensione di rete è alta:
·L’SVC assorbe potenza reattiva (funzionamento induttivo)
·La tensione diminuisce

2. Componenti principali

A.) Reattore controllato da tiristori (TCR)
Funzione:
·Fornisce potenza reattiva induttiva variabile in modo continuo
Struttura:
·Bobina del reattore
·Valvole a tiristori antiparallele
·Sistema di controllo
Funzionamento:
·L’angolo di accensione dei tiristori controlla la corrente del reattore.

B.) Condensatore commutato a tiristori (TSC)
Funzione:
·Fornisce potenza reattiva capacitiva a passi
Caratteristiche:
·Banche di condensatori commutate da tiristori
·Risposta di commutazione rapida
·Assenza di ritardo meccanico di commutazione

C.) Banca di condensatori fissa (FC)
Funzione:
·Fornisce una compensazione capacitiva costante

D.) Filtri armonici
Scopo:
·Assorbono le armoniche generate dalla commutazione dei tiristori
·Miglioramento della forma d’onda della tensione
Tipi comuni di filtri:
·Filtro della 3ª armonica
·Filtro della 5ª armonica
·Filtro della 7ª armonica

E.) Sistema di controllo
Comprende:
·Regolatore di tensione
·Controllore di accensione dei tiristori
·Sistema di protezione
·Circuiti di misura

3. Tipi di configurazioni SVC

A.) TCR + condensatore fisso (TCR-FC)
Caratteristiche:
·Compensazione induttiva variabile
·Uscita capacitiva fissa
Applicazioni:
·Controllo della tensione di trasmissione
·Compensazione dei carichi industriali

B.) TCR + TSC
Caratteristiche:
·Controllo induttivo fluido
·Commutazione capacitiva a gradini
Vantaggi:
·Migliore regolazione della tensione
·Riduzione della generazione di armoniche

C.) Solo TSC
Caratteristiche:
·Supporto della potenza reattiva capacitiva
·Commutazione molto rapida
Applicazioni:
·Sistemi di supporto della tensione

4. Modalità operative
Modalità capacitiva
L’SVC fornisce potenza reattiva:
·Migliora la stabilità della tensione
·Supporta le reti deboli
·Corregge il basso fattore di potenza

Modalità induttiva
L’SVC assorbe potenza reattiva:
·Previene le sovratensioni
·Controlla le linee di trasmissione a carico leggero

5. Specifiche tipiche
·Classe di tensione: da 1 kV a 765 kV
·Capacità: da ±10 MVAR a ±1000 MVAR
·Tempo di risposta: 1–3 cicli
·Frequenza: 50/60 Hz
·Collegamento: in derivazione
·Raffreddamento: ad aria/ad acqua
·Controllo: basato su tiristori

6. Vantaggi
·Regolazione rapida della tensione: risposta nell’ordine dei millisecondi
·Migliora la stabilità: sostiene la tensione di trasmissione
·Compensazione reattiva dinamica: gestisce i carichi variabili
·Migliora il fattore di potenza: riduce la richiesta di potenza reattiva
·Aumenta la capacità di trasmissione: migliora la capacità di trasferimento di potenza
·Riduce il flicker di tensione: stabilizza i carichi fluttuanti

7. Applicazioni
Sistemi di trasmissione
·Stabilizzazione della tensione
·Compensazione su linee di trasmissione lunghe
·Smorzamento delle oscillazioni di potenza
·Maggiore capacità di trasferimento di potenza
Impianti di energia rinnovabile
·Parchi eolici
·Parchi solari
·Conformità al codice di rete
Carichi industriali
·Forni elettrici ad arco
·Laminatoi
·Impianti di saldatura
Sistemi di alimentazione ferroviari
·Bilanciamento della tensione
·Riduzione delle fluttuazioni di tensione

8. Applicazioni degli SVC nella rete elettrica
Un tipico impianto SVC ad alta tensione comprende:
Barra di trasmissione → Interruttore automatico → Trasformatore SVC → Valvole a tiristori → Reattori + banchi di condensatori + filtri armonici
Fornisce:
·Supporto dinamico della tensione
·Bilanciamento della potenza reattiva
·Maggiore stabilità della rete
·Riduzione delle fluttuazioni di tensione

Sintesi del compensatore statico di potenza reattiva (SVC):
Un SVC è un sistema di compensazione della potenza reattiva controllato da tiristori che regola dinamicamente la tensione di trasmissione assorbendo o fornendo MVAR. È uno dei dispositivi FACTS più diffusi per la stabilizzazione della tensione, il miglioramento della qualità dell’energia e l’aumento dell’affidabilità del sistema di trasmissione.