IEDS:
Быстродействующие источники реактивной мощности

Открыть в формате PDF

Сегодня в России появляется все больше высокотехнологичных предприятий, оснащенных современным оборудованием, чувствительным к качеству электроэнергии: высокоточными станками, экструдерами, вычислительными комплексами и т. п.

В то же время для российской энергетической системы характерна большая протяженность линий электропередачи, неравномерное размещение генерирующих мощностей и значительное количество промышленных потребителей с резкопеременной и несимметричной нагрузкой, что в сочетании приводит к колебаниям и искажениям напряжения в сети, а также к появлению несимметричных режимов. В результате высокотехнологичные предприятия несут потери, связанные с низким качеством электроэнергии.

Для улучшения ситуации могут применяться статические источники реактивной мощности – СТК или БИРМ. Совершенствование этих устройств – одно из основных направлений деятельности ОАО «Айдис­ групп», российского разработчика и производителя оборудования для компенсации реактивной мощности.

Шкаф управления тиристорными вентилями	Тиристорный вентиль для СТК и УШРТ

Статические тиристорные компенсаторы (СТК) используются для регу­лирования напряжения и снижения перетоков реактивной мощности в электрических сетях. Наибольшее распространение получили СТК косвенной компенсации на напряжение 10–35 кВ.

В общем случае СТК состоит из тиристорно-реакторной группы (ТРГ), конденсаторных батарей (КБ) и (или) фильтров высших гармоник, а также системы управления, обеспечивающей регулирование мощности СТК путем изменения угла открытия вентилей ТРГ и включением/отключением конденсаторных батарей (рис.1).

Рис. 1. Пример схемы подключения СТК

Однако подключение СТК к третичной обмотке автотрансформатора (АТ) накладывает ограничение на их применение. Для установки СТК на подстанции необходимо наличие АТ, имеющего незагруженную обмотку низшего напряжения соответствующей мощности.

Для подстанций, где это условие не выполняется, а регулирование напряжения необходимо, могут быть применены быстродействующие источники реактивной мощности (БИРМ) на напряжение 110–220 кВ.

БИРМ по своим характеристикам, в том числе по быстродействию, принципам работы и схемным решениям (рис. 2), аналогичны СТК, однако вместо ТРГ в их конструкции используется управляемый тиристорными вентилями шунтирующий реактор (УШРТ).

Рис. 2. Пример схемы подключения БИРМ

УШРТ представляет собой двухобмоточный трансформатор с E_k=100%, к вторичной обмотке которого подключена трехфазная, соединенная в треугольник тиристорная группа вентилей.

Управление данным реактором осуществляется посредством фазового смещения импульсов управления вентилями, действующими аналогично тиристорно-реакторной группе. При этом изменение режимов работы происходит с высоким быстродействием (в течение 0,03 с) без переходного процесса.

Первые образцы УШРТ, внедренные на подстанциях МЭС Западной Сибири – ПС 220 кВ «Когалым» и ПС 220 кВ «Прогресс», показали высокую эффективность предлагаемого решения, однако не были свободны от недостатков. В некоторых режимах вентильные преобразователи являлись источниками высших гармоник.

В настоящее время специалисты ОАО «Айдис групп» и ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» разработали следующее поколение УШРТ, у которого гармонические составляющие тока снижены до несущественных значений путем расщепления вентильной обмотки (рис. 3).

Рис. 3. Схема УШРТ с расщепленной вентильной обмоткой

В 2012 г. в «Айдис групп» был изготовлен первый реактор нового типа.

Сочетание управляемых тиристорными вентилями шунтирующих реакторов нового поколения с конденсаторными батареями, объединенными общей системой управления – на данный момент наиболее перспективные быстродействующие источники реактивной мощности (БИРМ).