ایده اصلی این تجهیزات وارد نمودن بخشی از موج سینوسی است که در آن جریان بار غیر خطی وجود ندارد شکل زیر این مفهوم را نشان می دهد یک کنترل کننده الکترونیکی و لتاژ و جریان خط را مانیتور کرده و بنحوی عمل میکند که ولتاژ و جریان یا جریان را بصورت سینوسی در آورد. دو روش برای اینکار وجود دارد در روش اول یک راکتور استفاده خواهد شد که انرژی در آن ذخیره شده و در لحظه مناسب این انرژی به صورت جریان به سیستم تزریق می گردد. در روش دوم از یک خازن استفاده می شود در حالیکه جریان بار توسط بارهای غیر خطی اعوجاجی شده جریان دیده شده توسط سیستم شبیه سینوسی می گردد فیلترهای علاوه بر هارمونیکها ضریب قدرت را نیز تصحیح می‌کنند(حسینیان، ۱۳۸۳).

شکل ۲-۳: استفاده از فیلتر هارمونیکی برای بارهای غیر خطی
حد قابل قبول هارمونیکهای ولتاژ در سیستم های ولتاژ پائین و ولتاژ متوسط مطابق جدول زیر می‌باشد.
جدول ۲-۳: حد قابل قبول هارمونیکهای ولتاژ در سیستم های ولتاژ پائین و ولتاژ متوسط

حدود قابل قبول هارمونیکهای ولتاژ در شبکه مطابق جدول زیر می باشد.
جدول ۲-۴: حدود قابل قبول هارمونیکهای ولتاژ در شبکه

۲-۲-۳- اصلاح ضریب قدرت
در سیستم قدرت ac ایده ال ولتاژ و فرکانس در هر نقطه از تغذیه ثابت وبدون هارمونیک و ضریب توان واحد خواهد بود در یک سیستم ایده ال هر بار مصرفی طوری طراحی گردیده که در یک ولتاژ معین تغذیه بهترین عملکرد را داشته باشد.
جبران بار عبارت است از مدیریت توان راکتیو به منظور بهبود بخشیدن به کیفیت تغذیه در سیستم های قدرت می باشد. اصلاح ضریب قدرت بدین معناست که توان راکتیو مورد نیازبار به جای آنکه از نیروگاه دور تامین گردد در محل نزدیک به بار تولید گردد اغلب بارهای صنعتی دارای ضریب توان پس فاز هستند یعنی توان راکتیو جذب می کنند بنا براین جریان بار مقدارش از توان واقعی بیشتر خواهد بود تنها توان اکتیو به انرژی مفید تبدیل می شود و جریان اضافی نشان دهنده تلفاتی است که باعث هزینه اضافی بر روی کابلها می شود. همجنین دلیل کافی برای تامین توان راکتیو از ژنراتورها این است که زنراتورها وشبکه قادر نیستند در ضریب بهره واحد کار کنند زیرا کنترل ولتاژ در سیستم تغذیه بسیار مشکل خواهد شد(جان و وارن، ۲۰۰۰).
۲-۲-۳-۱- روش جبران سازی
تجهیزاتی که برای کنترل توان راکتیو و ولتاژ بکار میروند جبران کننده می نامند. توازن قدرت راکتیو در سیستم تضمینی بر ثابت بودن ولتاژ، و کنترل توان راکتیو بمنزله کنترل ولتاژ می باشد.
به طور کلی کنترل توان راکتیو و ولتاژ با سه روش زیر اجرا می شود:

• • با تزریق قدرت راکتیو به سیستم توسط جبران کننده های موازی(مانند خازن، راکتور، کندانسور سنکرون و جبران کننده های استاتیک)

• • با جابجا کردن توان راکتیو توسط تپ ترانسفورماتورها

• • از طریق کم کردن راکتانس القائی خط انتقال با نصب خازن سری

شکل زیر یک بار تک فاز با ادمیتانس که از ولتاژ V تغذیه می شود را نشان می دهد. جریان بار و برابر است با

شکل ۲-۴: معادل بار تک فاز
و هر دو فازور هستند که در شکل زیر بعنوان مرجع نشان داده شده است جریان بار دارای مولفه اهمی همفاز با و مولفه راکتیو که با دارای اختلاف فاز ۹۰ درجه است که این نشان دهنده بار القایی است زاویه بین و برابر است که به عنوان ضریب توان شناخته می شود.

شکل ۲-۵: نمایش فازوری توان ها
توان ظاهری که به بار تحویل داده می شود برابر است با بنابراین توان ظاهری دارای مولفه حقیقی یعنی توان مفیدی که به حرارت،کارمکانیکی، نور ویا اشکال دیگر انرژی تبدیل می شود و یک مولفه راکتیو ، توانی که به اشکال محثلف انرژی تبدیل نمی شود ولی وجودش نیاز ذاتی باراست. تلفات انرژی در کابلها با ضریب افزایش می یابد. از اینرو مقادیر نامی کابل بایستی افزایش یابد (حسینیان، ۱۳۸۳).
اصلاح ضریب توان بر این اصل استوار است که بایستی توان راکتیو جبران شود که با موازی کردن یک جبران کننده با بار توان راکتیو در محل مصرف فراهم شود که در این صورت سیستم تغذیه دارای ظرفیت بیشتری می گردد.
۲-۲-۳-۲- ادوات جبران سازی
در کنترل توان راکتیو توسط تپ ترانسفورماتور در این حالت توان راکتیوی به شبکه تزریق نمی شود فقط با تنظیم ولتاژ قدرتهای راکتیو موجود در خطوط و دیگر عناصر شبکه جابجا می شوند.
جبران کننده ثابت موازی: خازنها و راکتورهای موازی جبران کننده های ثابتی هستند که برای تولید و یا مصرف توان راکتیو بطور موازی در سیستم قدرت نصب می شوند.
کنترل ایده آل آنست که مشخصه ولتاژ- توان ثابت باشد و با کوچکترین تغییر در شبکه تغییر نکند که این کار توسط کندانسورهای سنکرون و جبران کننده های استاتیک انجام می شود.
در کندانسورهای سنکرون با کنترل تحریک می توان ماشین را در رژیم های فوق تحریک (تولید توان راکتیو) و یا زیر تحریک (جذب توان راکتیو) برای کنترل و تثبیت ولتاژ باس استفاده نمود. در سیستم های قدرت مدرن بخاطر کند بودن سرعت پاسخ سیستم کنترل، ظرفیت محدود تولید و مصرف توان راکتیو از کندانسورهای سنکرون کمتر استفاده می گردد. و از جبران کننده های استاتیک استفاده می گردد.
در این جبران کننده ها عمل کنترل توسط یک سوسپتانس قابل کنترل انجام می شود. مدار کنترل این جبران کننده ها ولتاژ را اندازه گیری نموده و فرمان کنترل از طریق پالسهایی با زاویه آتش مناسب کنترل کننده های تریستوری را بکار می اندازد. و عمل کنترل سوسپتانس با کنترل زاویه آتش تریستورها انجام می گردد. سرعت پاسخ این جبران کننده ها بسیار خوب بوده (یک تا دو سیکل ) و توان اکتیو کمی مصرف میکنند. این جبران کننده ها دارای انواع زیادی هستند که از مهمترین آنها می توان راکتور کنترل شده با تریستور TCR، خازن سوئیچ با تریستور TSC و راکتور اشباع شده SR را نام برد(میلر، ۱۳۷۲).
۲-۳- معرفی شبکه برق فولاد هرمزگان جنوب و اجزای آن

شکل ۲-۵: چیدمان شبکه فولاد با یک کوره و SVC

شکل ۲-۶: نقشه تک خطی پست ۲۳۰KV و باسبار ۳۳KV و آرایش SVCو کوره ها
در این بخش به معرفی شبکه برق فولاد هرمزگان جنوب و مشخصات تجهیزات آن می پردازیم (نقشه تک خطی کارخانه فولاد).
۲-۳-۱- اطلاعات پست تغذیه کننده در نقطه PCC
ولتاژ نامی ۲۴۵KV
ولتاژ سرویس ۲۳۰KV
فرکانس نامی ۵۰Hz
قدرت اتصال کوتاه سه فاز(مینیمم) ۴۵۰۰MVA
قدرت اتصال کوتاه سه فاز (ماکزیمم) ۷۷۰۰MVA
سیستم ارت ایزوله
۲-۳-۲- اطلاعات شبکه تغذیه در باس بار MV (نقطه اتصال کوره قوس الکتریکی و SVC)
ولتاژ نامی ۳۶KV
ولتاژ سرویس