Статьи

Быстродействующие управляемые шунтирующие реакторы нового поколения (УШРТ) для электрических сетей напряжением 110-500 кВ.

Быстродействующие управляемые шунтирующие реакторы нового поколения (УШРТ) для электрических сетей напряжением 110-500 кВ. 
 
П.Ю. БУЛЫКИН, генеральный директор ОАО «Айдис групп» 

В связи с ростом нагрузок линий 110-500 кВ до уровней близких и превышающих натуральную мощность особое значение приобретает проблема повышения статической и динамической устойчивости электропередач. Эта проблема может быть решена путем применения устройств компенсации реактивной мощности, обладающих высоким быстродействием. С этой целью специалистами ОАО «Айдис групп», совместно с ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» был разработан ряд управляемых шунтирующих реакторов с тиристорным управлением (УШРТ) для классов напряжений 110 кВ, 220 кВ и 500 кВ и шкалой типовых мощностей 25 мвар, 50 мвар, 100 мвар и 180 мвар. Разработанные УШРТ помимо повышения статической и динамической устойчивости позволяют выполнять следующие функции: - регулирование (стабилизация) напряжения; - управление перетоками реактивной мощности; - повышение пропускной способности электропередачи; - повышение надежности работы энергосистемы в послеаварийных режимах; - снижение потерь электроэнергии в электрических сетях. Шунтирующие реакторы конструктивно выполнены аналогично трансформаторам с двумя и более обмотками. Концентрическое расположение обмоток определяет наличие между ними прямой электромагнитной связи, обеспечивающей одновременное изменение тока при изменении нагрузки на вторичной обмотке. Данное свойство - возможность практически мгновенного изменения индуктивного сопротивления реактора, оказывается незаменимым преимуществом реакторов трансформаторного типа относительно других конструкций в случаях возникновения аварийных ситуаций в сети и необходимости быстродействующего изменения реактивной мощности участка сети. Результаты испытаний быстродействующих источников реактивной мощности на действующих энергообъектах показали, что быстродействие устройства при резком изменении нагрузки составило 0,03 с. Это время, в основном, определяется временем срабатывания автоматики. Потери в устройствах аналогичного назначения являлись одним из основных негативных факторов, препятствующим дальнейшему развитию работ в данной области. В настоящих разработках применены принципиально новые конструкции шунтов и их взаимное расположение, позволяющие свести к минимуму основные и добавочные потери, благодаря чему стало возможным успешно продолжить работу в данной области. Конструкции шунтов, их модификации и взаимное расположение защищены соответствующими патентами. Реализован программный подход многофункционального алгоритма оптимизации массогабаритных и стоимостных показателей шунтирующих реакторов. Дифференциация полученных результатов в сочетании с применением в конструкции реакторов ряда технических решений, направленных на обеспечение реальной канализации потоков рассеяния, позволили создать ряд конструкций реакторов с уникальными техническими параметрами, выгодно позиционирующихся относительно известных технических решений в аналогичных конструкциях. Для регулирования мощности устройства применяются тиристорные вентили, управляющие током вентильной обмотки устройства. Изменением величины тока вентильной обмотки достигается безинерционное регулирование магнитного потока в сердечнике реактора, что обеспечивает высокую скорость изменения мощности в любом направлении. Автоматическое регулирование мощности производится по отклонению величины измеряемого трехфазного напряжения. Тракт регулирования содержит пропорциональный инерционный канал по отклонению напряжения и канал по производной отклонения напряжения от уставки. В процессе моделирования, а также по результатам опытно-промышленной эксплуатации были получены следующие характеристики УШРТ: - Действующее значение гармонических составляющих тока не превышает 3% от номинального тока; - Время переходного процесса – 0,01 с; - Быстродействие (время реакции) 0,03 с. В феврале 2013 г завершены испытания УШРТ на напряжение 500 кВ мощностью 180 Мвар. Результаты заводских и опытно-промышленных испытаний компенсирующих реакторов совместно с устройствами силовой электроники показали полное соответствие расчетных параметров данным, полученным при испытаниях, что свидетельствует о правильном выборе направления работы над быстродействующими источниками реактивной мощности и предполагает их дальнейшее совершенствование. Данная работа получила одобрение на техническом совете ОАО «ФСК ЕЭС». Производство новой линейки оборудования УШРТ налажено в ОАО «Айдис групп». Помимо управляемых реакторов 110-500 кВ ОАО «Айдис групп» разрабатывает и производит всю линейку электротехнического оборудования для компенсации реактивной мощности и улучшения параметров качества электроэнергии. Компания выпускает преобразователи типа СТАТКОМ, статические тиристорные компенсаторы, компенсирующие (шунтирующие) сухие реакторы, фильтрокомпенсирующие устройства, батареи статических конденсаторов, быстродействующие источники реактивной мощности, Электротехническая продукция «Айдис групп» разрабатывается индивидуально для каждого заказчика, часть производимой номенклатуры оборудования не имеет аналогов в России. Производственная база «Айдис групп» расположена на территории ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» рядом с аккредитованным специализированным испытательным центром и цифровой подстанцией, что позволяет проводить полный комплекс испытаний оборудования, в том числе под нагрузкой. Цеха предприятия оснащены самым современным оборудованием, позволяющим производить продукцию на уровне мировых стандартов.
Вернуться в список статей