Новости Электротехники 3(123) 2020





<  Предыдущая  ]  [  Следующая  >
Журнал №6 (84) 2013 год     

Реакторное оборудование

Андрей Долгополов,
д.т.н., ОАО «ЭЛУР»,
г. Москва
Виктор Ивакин,
к.т.н., ОАО «Электрозавод»,
г. Москва

Последние годы в электроэнергетике России и других стран связаны с интенсивным развитием автоматически управляемых линий высокого и сверхвысокого напряжения. Наряду с единичным использованием таких устройств, как статические компенсаторы реактивной мощности (СТК, Статком), управляемые продольные компенсаторы (УПК), фазоповоротные трансформаторы, асинхронизированные генераторы, широкое применение получили управляемые шунтирующие реакторы (УШР).
Андрей Геннадьевич Долгополов и Виктор Николаевич Ивакин в своем материале анализируют схемы выполнения реакторов и их технические параметры.

УПРАВЛЯЕМЫЕ ШУНТИРУЮЩИЕ РЕАКТОРЫ
Обзор и сравнительные характеристики

История разработки управляемых электрических реакторов различных конструкций насчитывает более 60 лет [1, 2, 3]. В табл. 1 приведены сведения о находящихся в мировой эксплуатации УШР различного принципа действия.

Таблица 1. Типы реакторов и сведения об эксплуатации

Тип УШР Исполнение Мощность и напряж. Производители Где введены Кол.
Регулирование переключением отпаек Одна обмотка с РПН 180 МВА, 330 кВ Зап. Европа Беларусь 1
130 МВА, 240, 400 кВ АВВ, Alstom США, Канада, Европа, Азия, Африка 20
Трансформаторного типа (УШРТ), мощность управления составляет 100% номинальной мощности УШР Трансформатор с напр. КЗ 100% и тиристорные ключи на номинальную мощность УШРТ 50 МВА, 420 кВ Индия Индия 1
60 МВА, 230 кВ «Запорож- трансформатор» и «АнсальдоВЭИ» Ангола 1
25 МВА, 110 кВ «Белоозерский ЭМЗ»
и «Инеркомсервис»
Россия, ПС «Прогресс» и ПС «Кириловская» 2
180 МВА, 500 кВ «Тольяттинский Трансформатор» Россия,
ПС «Пенза-2»
1
Управляемые подмагничиванием стержней магнитопровода, мощность управления составляет 1–2% от номинальной мощности УШР С двумя обмотками, совмещ. СО и ОУ 180 МВА, 500 кВ «ЭЛЕКТРОЗАВОД» Россия,
ПС«Нелым»
1
С одной обмоткой 3,3 МВА, 6–10 кВ Раменский завод «Энергия», ООО «Энергия-Т» Россия, Монголия 3
Схема Фридлендера, с тремя обм., 2 магнит. До 100 МВА, 400 кВ Англия, GEC Англия 3
С двумя обмотками, совмещ. ОУ и КО 10–25 МВА, 35–110 кВ «Запорож- трансформатор», ЭЛУР, г. Москва Россия, Казахстан, Беларусь, Литва, Ангола 39
С тремя отдельными обмотками 63–180 МВА, 110–500 кВ 52

Примечание. Количество УШР с РПН приведено ориентировочно, поскольку полная статистика отсутствует.
Количество реакторов по схеме Фридлендера соответствует числу оставшихся в эксплуатации на 2013 год.

Следует отметить, что управляемые подмагничиванием реакторы по схеме Фридлендера давно не выпускаются. УШР на основе ШР с РПН до настоящего времени не нашли массового применения в сетях высокого (ВН) и сверхвысокого (СВН) напряжения. УШР данного типа применяют в странах Северной Америки и Западной Европы в основном для сезонного и суточного регулирования напряжения, т. к. они имеют низкую скорость регулирования (изменение мощности от минимального до максимального значения требует 3–5 мин.), связанную с механическими характеристиками РПН и ограничениями по ресурсу переключений [4]. Диапазон регулирования мощности УШР на основе ШР с РПН составляет не более 60%.

УШР на базе дугогасящих реакторов типа РУОМ производства Раменского завода «Энергия» имели единичное применение в связи с малой мощностью и отсутствием серийного производства УШР в трехфазном исполнении.

Из табл. 1 следует, что плавное регулирование реактивной мощности и напряжения с достаточным быстродействием способны обеспечить УШР с подмагничиванием или управляемые реакторы трансформаторного типа (УШРТ), регулирование которых обеспечивается тиристорной группой на полную мощность реактора. Производство подмагничиваемых реакторов освоено в настоящее время на двух заводах – «Запорожтрансформатор» (ЗТР) и «ЭЛЕКТРОЗАВОД». УШРТ большой мощности напряжением до 500 кВ может производить «Тольяттинский трансформатор» (ТТ) совместно с НТЦ ФСК ЕЭС (в части тиристорных преобразователей с системой управления).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАКТОРОВ

В табл. 2 приведены сравнительные технические характеристики управляемых реакторов напряжением 500 кВ, мощностью 180 МВАр трех производителей. Можно сделать вывод, что основные параметры электромагнитной части (ЭМЧ) примерно одинаковы для всех заводов. В целом УШРТ отличается более высоким быстродействием в силу своего принципа действия и использования тиристорных ключей на полную мощность.

Таблица 2. Технические характеристики управляемых реакторов напряжением 500 кВ, мощностью 180 МВАр.

№ п/п Технические характеристики (наименование параметра) РТУ-180000/500 УШРТ-180000/500 УНШРТД-
180000/500
1 Основные параметры
1.1 Изготовитель «Запорожтрансформатор» «Тольяттинский Трансформатор» (ЭМЧ) «ЭЛЕКТРОЗАВОД»
1.2 Режим заземления нейтрали Глухозаземленная Глухозаземленная Через реактор
1.3 Минимальное время изменения мощности
от 5 до 100% или обратно, с
0,3 0,03 0,3
1.4 Допустимая перегрузка по мощности
(не более 20 мин), % от номинальной мощности
(при наибольшем рабочем напряжении)
30 30
1.5 Допустимая перегрузка по току сетевой обмотки
(не более 20 мин), % от номинального тока
(при напряжении сети не ниже номинального)
20 20
1.6 Рабочий диапазон плавного регулирования потребляемой мощности, % 2...130 1...100 5...130
1.7 Амплитуда любой высшей гармоники при синусоидальном напряжении,
% от номинального тока, не более
в номинальном режиме 0,5 0 0,5
во всем рабочем диапазоне 3 2,5 2
1.8 Полные потери мощности в ЭМЧ,
в номинальном режиме, кВт
900 870 600
1.9 Потери мощности в ЭМЧ в режиме ХХ, кВт 120 105 150
1.10 Двойная амплитуда вибрации на стенке бака, мкм, не более 100 85 100
1.11 Скорректированный уровень звуковой мощности при номинальном токе на расстоянии 0,3 м от контура реактора, дБ(А) 100 98 100
2 Конструктивные параметры
2.1 Исполнение Однофазное /
трехфазное
Однофазное Однофазное
2.2 Количество обмоток 3 3 2
2.3 Группа соединений обмоток Yн/D-11(СО/КО) Yн/D-Y-11-1 (СО/ВО1-ВО2) Y-Y/D-11(СО/КО)
2.4 Необходимость ФКУ Нет Нет Нет
2.5 Габаритные размеры в сборе
(ДхШхВ), мм
однофазный 8400/6320/11600 6950/5590/10240 6580/4040/9980
трехфазный 13100/8400/10750
2.6 Масса электромагнитной части в сборе, т однофазный 152 142 132
трехфазный 334
3 Преобразовательный блок / тиристорная группа
3.1 Номинальное напряжение
преобразователя (тиристорно-
реакторной группы), кВ
в стац. режиме 0,54 Номинальное напряжение
вентильных
обмоток 20,4 х 2
0,9
в динам. режиме 1,45 14,3
3.2 Номинальная мощность преобразователя (тиристорной группы), кВА 1000 180000 5500
3.3 Ток преобразователя / тиристорной группы
в номинальном режиме, А
2000 1470 300
3.4 Потери мощности в номинальном режиме, кВт 21 360 25
3.5 Количество преобразователей, шт. 3 1 (два по 90 МВА) 1
3.6 Габариты преобразовательного блока /
тиристорной группы, мм
3145х2680х2450 2900х2400х12200* 2550х2700х7600**
3.7 Полная масса преобразовательного блока /
тиристорной группы, кг
5950
(с питающим ТМ)
1700*** 6100 (без
питающего ТМ)

* Контейнер, в котором установлены: тиристорный преобразователь с системой управления, системой охлаждения и коммутационной аппаратурой на стороне НН.
** Контейнер, в котором установлены: тиристорный преобразователь с системой управления и системой охлаждения, а также защитные конденсаторная батарея и реакторы.
*** Масса тиристорного вентиля.

Однако это предопределяет большую стоимость производства и эксплуатации УШРТ, а также увеличенные в сравнении с двумя другими УШР общие потери [5].

УШР «ЭЛЕКТРОЗАВОДа» за счет совмещения сетевой обмотки с обмоткой управления, рабочих стержней, состоящих из секций (дисков) с радиальной шихтовкой пластин, формирующих стержень переменного сечения с распределенными зазорами, имеет несколько большую (по сравнению с УШР ЗТР) мощность системы подмагничивания и меньший диапазон регулирования за счет более высокого значения тока холостого хода (ХХ) [6]. Технология изготовления таких стержней магнитопровода сложнее и более затратна, чем у двух других производителей, использующих традиционные плоскошихтованные трансформаторные конструкции электромагнитной части, однако обеспечивает меньшую массу и габариты реактора, меньшие потери и более низкий уровень высших гармоник тока реактора без применения внешних силовых фильтров [7].

Реакторы ЗТР имеют наименьшую мощность управления со стопроцентным ее резервированием и категорией размещения УХЛ в масляном баке обычного серийного трансформатора мощностью 1000 кВА. На ЗТР освоено также производство реакторов этого класса напряжения в трехфазном исполнении, габариты и стоимость которых значительно меньше, чем группы из трех фаз по 60 МВАр (тем более при наличии резервной фазы).

Число УШР 500 кВ, поставленных в сети России и Казахстана компаниями ЗТР, ЭЛУР, «ЭЛЕКТРОЗАВОД», ТТ, уже достигло 20 (табл. 3). Половина из них подключена в качестве линейных, то есть кроме компенсации зарядной мощности и повышения пропускной способности ВЛ они выполняют все функции обычных неуправляемых ШР: опробование линии, участие в циклах АПВ (ОАПВ), ограничение повышения напряжений [8, 9].

Таблица 3. УШР 500 кВ, поставленные в сети России и Казахстана

№ п/п Подстанция Заказчик Схема включения Изготовитель Год поставки
1 Таврическая МЭС Сибири Шинный ЗТР, ЭЛУР 2005
2 Барабинская МЭС Сибири Линейный ЗТР, ЭЛУР 2006
3 Иртыш МЭС Западной Сибири Шинный ЗТР, ЭЛУР 2009
4 Томская МЭС Сибири Шинный ЗТР, ЭЛУР 2009
5 Лозовая МЭС Востока Линейный ЗТР, ЭЛУР 2009
6 Ангара МЭС Сибири Шинный ЗТР, ЭЛУР 2010
7 Камала МЭС Сибири Линейный ЗТР, ЭЛУР 2010
8 Амурская МЭС Востока Линейный ЗТР, ЭЛУР 2010
9 Луговая МЭС Западной Сибири Линейный ЗТР, ЭЛУР 2011
10 Удмуртская МЭС Урала Шинный ЗТР, ЭЛУР 2011
11 Тайшет МЭС Сибири Шинный ЗТР, ЭЛУР 2011
12 Восход МЭС Сибири Линейный ЗТР, ЭЛУР 2012
13 Озерная МЭС Сибири Линейный ЗТР, ЭЛУР 2012
14 Озерная-2 МЭС Сибири Линейный ЗТР, ЭЛУР 2013
15 Агадырь АО «КЕГОК» Шинный (3-фазный) ЗТР 2008
16 Агадырь-2 АО «КЕГОК» Шинный (3-фазный) ЗТР 2009
17 ЮК ГРЭС АО «КЕГОК» Шинный (3-фазный) ЗТР 2009
18 Аксусская АО «ЕЭК» Линейный ЗТР 2009
19 Нелым МЭС Западной Сибири Линейный ЭЛЕКТРОЗАВОД 2009
20 Пенза-2 МЭС Волги Шинный ТТ (УШРТ) 2013

Быстродействие линейных управляемых подмагничиванием реакторов серии РТУ, или минимальное время изменения мощности от минимальной до номинальной либо обратно, в соответствии с утвержденными требованиями ФСК ЕЭС, составляет 0,3 сек. Опыт эксплуатации этих реакторов не выявил каких-либо режимов работы, при которых требовалось бы более высокое быстродействие. Т.е. подтверждаются выводы исследований, проведенных специалистами СПбГТУ, что более высокое быстродействие средств компенсации реактивной мощности (СКРМ) в энергосистемах не требуется, в том числе при использовании УШР на транзитных линиях СВН или в автономных системах с преобладающей двигательной нагрузкой [10, 11, 12].

Что касается кратковременных значительных снижений напряжения при близких симметричных (трехфазных, т.е. крайне редких) КЗ в сети, то УШР ведет себя при этом так же, как любая другая индуктивная нагрузка. В момент КЗ текущая нагрузка реактора с подмагничиванием безынерционно снизится пропорционально снижению напряжения, после чего дополнительно форсированно будет снижена регулятором САУ (если таковая нагрузка останется и если время отключения КЗ будет существенно больше времени действия основных быстродействующих защит в сети).

Для кратковременных аварийных режимов, когда при затягивании времени отключения КЗ принципиально возможна лавина напряжения, быстродействие УШР с подмагничиванием оказывается вполне достаточным.

В коммутационных процессах включения УШР или опробования ВЛ, в циклах АПВ обеспечивается безынерционный набор номинальной мощности при подаче напряжения за счет предварительного подмагничивания перед включением УШР или ВЛ с УШР [8, 9, 11, 13, 14].

РАЗРАБОТКА И ПРОИЗВОДСТВО

Сроки освоения производства и опыт эксплуатации УШР значительно отличаются у трех рассматриваемых производителей. ТТ начал произвел и поставил свой первый УШРТ 500 кВ на ПС «Пенза-2» в 2013 году. Первый реактор 500 кВ с подмагничиванием производства «ЭЛЕКТРОЗАВОДа» был изготовлен в 2009 году. Серийное производство УШР напряжением от 35 до 500 кВ на ЗТР ведется с 1998 года (номенклатура продукции завода приведена в табл. 4.).

Таблица 4. Номенклатура УШР напряжением от 35 до 500 кВ производства ЗТР

Тип реактора Мощность, кВА Напряжение, кВ
РТУ-25000/35 25000 38,5
РТУ-25000/110 25000 121
РТУ-63000/110 63000 121
РТУ-25000/220 25000 242
РТУ-63000/220 63000 242
РТУ-100000/220 100000 242
РТУ-180000/330 180000 347
РТУ-180000/500 3х60000 525
РТУ-180000/500 180000 525

Следует учитывать, что синхронные компенсаторы (СК), находящиеся в эксплуатации и использующиеся для компенсации реактивной мощности и поддержания напряжения в сетях ВН России и СНГ, практически выработали свой ресурс и в единичных случаях заменяются на СТК. При этом СТК, как и СК, подключаются на обмотку низкого напряжения автотрансформатора или трансформатора. Такое подключение СТК не позволяет использовать их в качестве линейных ШР. Кроме того, СТК дороже в производстве и эксплуатации.

В странах дальнего зарубежья для компенсации реактивной мощности и поддержания напряжения в сетях ВН используются, в основном, СТК. Учитывая, что оборудование, коммутируемое тиристорными ключами в схеме СТК, выполняется на класс напряжения не более 40 кВ, в состав СТК, как правило, входит силовой трансформатор, согласующий уровни напряжения данного оборудования СТК и сети ВН, что увеличивает стоимость всего комплекса оборудования СТК.

В государствах Западной Европы и Америки УШР на принципе подмагничивания магнитопровода постоянным (выпрямленным) током применения пока не нашли. Причин этому много. Можно отметить следующие:

  • дальние электропередачи переменного тока в зарубежных странах стали строиться позднее, чем в России;
  • проблема КРМ и поддержания напряжений в электрических сетях решается разными способами в зависимости от структуры сетей, плотности размещения источников электроэнергии, характера нагрузки и других факторов;
  • УШР – новый тип оборудования, не освоенный компаниями других стран и, кроме того, практически не применяемый зарубежными проектными организациями, принимающими решение о применении того или иного вида оборудования КРМ.

Ситуация будет изменяться, если наши заводы-производители будут стремиться выйти с этим оборудованием на рынки зарубежных стран. Кроме того, чем шире УШР будут применяться в сетях России, чем больше информации о них будет доходить до зарубежных энергокомпаний.

В связи с бурным развитием распределенной энергетики, прежде всего ветроэнергетики, характеризующейся переменным графиком выдачи мощности и, следовательно, нерегулярными изменениями напряжения в сети, интерес к УШР всех типов значительно возрос.

Расширяется география мест установки УШР и область их применения. Наряду с традиционным подключением УШР на промежуточных подстанциях и на воздушных линиях СВН, доказана их эффективность при замене неуправляемых ШР на УШР на шинах электрических станций, при регулировании напряжения и реактивной мощности в автономных энергосистемах, при совместном использовании с УПК и другими СКРМ поперечного или продольного подключения, при выдаче мощности от генераторов так называемой малой энергетики (ветропарков, солнечной электроэнергетики и т. д. [13, 15]).

УШР для сетей 35–220 кВ часто комплектуются и работают параллельно с конденсаторной батареей, обеспечивая плавное регулирование не только потребления, но и выдачи реактивной мощности аналогично СК или СТК [12, 13, 16].

В рабочей группе комитета СИГРЭ по трансформаторам с 2013 года ведется подготовка к выпуску международного стандарта МЭК на УШР. Интерес к установке УШР в своих энергосистемах проявляют многие развитые страны с протяженными электрическими сетями: Аргентина, Бразилия, Перу, ЮАР, ОАЭ, Индия, Китай, ряд стран Европы (Польша, Ирландия, Великобритания) и государства Африки. Так, в Анголе в её сравнительно небольшой энергосистеме, уже находятся в эксплуатации 11 УШР двух типов, в том числе семь – в системообразующей сети СВН напряжением 400 кВ.

КОНСТРУКЦИЯ

Пример установки УШР с подмагничиванием однофазного и трехфазного исполнения приведен на фото 1 и 2. На фото 3 показана магнитная система трехфазного УШР, а на рис. 1 приведена электромагнитная схема трехфазных трехобмоточных УШР серии РТУ напряжением 220 кВ и выше (подробнее см. в [12–14]). Стержни всех фаз магнитопровода разделены на два полустержня, на каждом из которых размещаются секции компенсационной обмотки (КО), соединенной в «треугольник». Сверху секций КО располагаются секции обмотки управления (ОУ), включенные в каждой фазе последовательно-встречно к сетевой обмотке (СО) и КО. Выводы всех фаз ОУ соединяются параллельно и подключаются к выводам преобразователей (ТМП).

Фото 1. УШР 500 кВ на ПС «Агадырь»

Фото 2. УШР 500 кВ на ПС «Иртыш»

Фото 3. Магнитная система трехфазного УШР с подмагничиванием

Рис. 1. Электромагнитная схема трехфазного трехобмоточного УШР с подмагничиванием серии РТУ

СО, ОУ и КО – сетевая обмотка, обмотка управления и компенсационная обмотка реактора;
ТМП – трансформатор с преобразователем (основной и резервный);
САУ – система автоматического управления;
ТТ, ТН – трансформаторы тока и напряжения.
Примечание. Начала секций обмоток отмечены звездочкой.

Каждая фаза СО выполняется параллельными ветвями с вводом в середину и наматывается поверх вторичных обмоток с охватом обоих полустержней. СО соединяется в схему «звезда с заземленной нейтралью», подключается к шинам подстанции или к линии и обеспечивает потребление реактивной мощности в соответствии с заданным законом регулирования.

КО с номинальным напряжением 10 кВ, соединенная в «треугольник», выполняет две основные функции: исключение из потребляемого сетевого тока гармоник, кратных трем, и питание основного трансформатора с преобразователем, обеспечивающего требуемый уровень подмагничивания магнитопровода через ОУ.

Поскольку установленная мощность ТМП составляет 1 МВА (номинальный первичный ток менее 60 А), а потребляемая в установившемся номинальном режиме не превышает 300 кВт, КО рассчитывается на длительное протекание максимального тока третьей гармоники и имеет уменьшенное сечение (если на КО не предусматривается другая дополнительная нагрузка, например, при возможном подключении конденсаторной батареи).

Благодаря встречному включению своих секций обмотка управления имеет эквипотенциальные выводы (+) и (–), на которых в нормальных установившихся и переходных режимах отсутствует переменное напряжение от обмоток СО или КО. При закрытых тиристорах основного или резервного ТМП выпрямленное напряжение на этих выводах ОУ также отсутствует, соответственно отсутствует и ток подмагничивания в ОУ, поэтому магнитная система находится в ненасыщенном состоянии, а УШР – в режиме ХХ как обычный трансформатор. По мере открытия тиристоров и роста выпрямленного напряжения нарастает ток подмагничивания в секциях ОУ, в результате чего происходит насыщение стержней магнитопровода и рост потребляемого тока реактора.

Тиристоры основного ТМП (а при его профилактике или неисправности – резервного) управляются от цифровой системы автоматического управления (САУ) по выбранному алгоритму стабилизации напряжения либо поддержания заданного значения потребляемой реактивной мощности. Для реализации этих алгоритмов в САУ подаются сигналы от трансформаторов напряжения и тока, а также уставки регулирования, задаваемые персоналом по указанию диспетчера энергосистемы. После выбора режима и задания требуемых уставок вмешательство персонала в автоматическую работу реактора не требуется.

КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ РЕАКТОРОВ

Реакторы напряжением 500 кВ и выше отличаются по существу только количеством ТМП (добавлен форсировочный преобразователь динамических режимов для обеспечения при необходимости ускоренного набора и сброса мощности за время не более 0,3 сек.) и возможностью однофазного исполнения электромагнитной части. В последнем случае уменьшаются транспортные габариты и имеется возможность заказа резервной фазы. Однако общая площадь, занимаемая на подстанции четырьмя фазами типа РОДУ-60000/500, как и их стоимость, существенно выше, чем для электромагнитной части реактора 500 кВ трехфазного исполнения типа РТДУ-180000/500.

Для снижения потоков рассеивания и потерь бронестержневая магнитная система реактора содержит дополнительные приставные ярма с двух сторон по периметру магнитной системы, которые при насыщении стержней собирают выходящий из них переменный магнитный поток и перенаправляют его в ярма. В первоначальных конструкциях для этого использовались верхние и нижние дополнительные прессующие магнитные кольца для обмоток каждой фазы реактора.

Аналогичные кольцевые магнитные шунты применяют и в конструкции электромагнитной части УШРТ, поскольку по мере закорачивания тиристорами его вторичной обмотки магнитный поток также вытесняется из стержней в пространство между обмотками [17].

В некоторых модификациях УШР серии РТУ сетевая обмотка выполняется без ввода в середину и не имеет параллельных ветвей, что делает невозможным применение поперечной дифференциальной защиты от витковых КЗ. КО уменьшенного сечения в большинстве серийных исполнений делится на секции и размещается первой на полустержнях магнитопровода реактора. В необходимых случаях, например, для исключения экрана между обмотками СО и ОУ, для снижения напряжения КЗ между СО и КО или для увеличения сечения КО с целью подключения к ней значительной дополнительной нагрузки, КО может охватывать оба полустержня и одновременно выполнять функции электростатического экрана между СО и ОУ. Такая же схема расположения обмоток применялась и на пилотных образцах этих УШР.

Конструктивное исполнение УШР с подмагничиванием может у разных производителей иметь различное число обмоток и совмещение функций в одной из них. Реакторы серии РТУ небольшой мощности напряжением 35–110 кВ выполняются двухобмоточными, при этом во вторичной обмотке совмещаются функции ОУ и КО за счет соединения ее по схеме «двойного разомкнутого треугольника» [12, 14].

Дугогасящие реакторы Раменского завода «Энергия» имеют одну обмотку из четырех секций, расположенных на двух полустержнях и соединенных по схеме «восьмерка».

В двухобмоточных УШР «ЭЛЕКТРОЗАВОДА» СО совмещена с ОУ, что дает снижение потерь и уменьшение габаритов. Схема такого УШР приведена на рис. 2. [7].

Рис. 2. Схема двухобмоточного управляемого реактора производства ОАО «ЭЛЕКТРОЗАВОД»

УВ – управляемый выпрямитель;
СУ – система управления;
НР – нейтральный реактор;
ПТ – преобразовательный трансформатор;
КО – компенсационная обмотка (на рисунке не показана).

УШРТ также имеют различные модификации по исполнению электромагнитной части и тиристорной группы [5, 18]. Первые из них выполнялись трехобмоточными, при этом компенсационная обмотка также соединялась в «треугольник» и содержала дополнительные фильтры 5-й и 7-й гармоник (рис. 3) [17]. УШРТ напряжением 500 кВ производства «Тольяттинского трансформатора» выполняется без КО, то есть двухобмоточным, однако имеет при этом расщепленную вторичную обмотку ОУ с соединением ее секций в трехфазные группы «звезда» и «треугольник», к каждой из которых подключается свой преобразователь. Сдвиг фаз напряжений обмоток в 30 градусов позволяет получить двенадцатифазную схему, обеспечивающую более низкий уровень гармоник и возможность исключить дополнительные КО и силовые фильтры. Однако за счет разделения преобразователя на две тиристорные группы и усложнения системы управления возрастает его стоимость.

Рис. 3. Однолинейная схема УШРТ

ВТВ – высоковольтный тиристорный вентиль;
Q1, Q2 и Q3 – высоковольтные коммутационные аппараты;
ФКЦ – фильтрокомпенсирующая цепь.

Возможно применение решений, полностью исключающих использование полупроводниковых преобразователей в схеме УШРТ, если в них для управления со стороны вторичной обмотки применить группу коммутаторов и реактивных сопротивлений (индуктивных либо емкостных) с соотношением параметров, пропорциональных значениям степенного ряда 2n. В случаях, когда не требуется непрерывное регулирование тока (мощности), такая схема позволяет обеспечить ступенчатое регулирование тока потребления УШРТ подбором комбинации сопротивлений на выводах обмотки управления при отсутствии его искажений высшими гармониками с допустимой точностью и быстродействием [19].

ВЫВОД

В целом управляемые реакторы как новый вид оборудования для интеллектуальных электрических сетей уже подтвердили свою надежность и эффективность за 15 лет их промышленной эксплуатации, а внедрение УШР в энергосистемы России и других стран активно продолжается.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы для сети 35–500 кВ // Электротехника. 2003. № 1 (тематический выпуск журнала по УШР).
  2. Долгополов А.Г., Соколов С.Е. Управляемые реакторы. Обзор технологий // Новости ЭлектроТехники. 2012. № 3 (75).
  3. Долгополов А.Г. Этапы создания УШР – нового оборудования для электрических сетей высокого и сверхвысокого напряжения // Энергетик. 2013. № 6.
  4. C. BENGTSSON, Z. GAJIC, M. KHORAMI. Dynamic Compensation of Reactive Power by Variable Shunt Reactors: Control Strategies and Algorithms. Paper C1-303, CIGRE 2012.
  5. Александров Г.Н. Быстродействующий управляемый реактор трансформаторного типа 420 кВ, 50 МВАр пущен в эксплуатацию // Электричество. 2002. № 3.
  6. Чванов В.А. Управляемый шунтирующий реактор – объект управления // Электро. 2008. № 2.
  7. Бударгин О.М., Макаревич Л.В., Мастрюков Л.А. Управляемый насыщающийся реактор мощностью 180 МВА напряжением 500 кВ ОАО «Электрозавод» // Электро. 2012. № 6.
  8. Долгополов А.Г., Евдокунин Г.А., Кондратенко Д.В. и др. Воздушные линии с УШР. Однофазное автоматическое повторное включение // Новости ЭлектроТехники. 2011. № 4 (70).
  9. Дмитриев М.В, Долгополов А.Г, Кондратенко Д.В. ОАПВ на линиях с УШР // Энергетик. 2012. № 4.
  10. Беляев А.Н., Евдокунин Г.А. и др. Обоснование необходимости применения устройств управляемой поперечной компенсации для транзитных электропередач 500 кВ // Электричество. 2009. № 2.
  11. Долгополов А.Г., Аристов К.В., Кондратенко Д.В. Быстродействие управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов // Энергетик. 2012. № 6.
  12. Дмитриев М.В., Долгополов А.Г., Карпов А.С., Кондратенко Д.В. Шескин Е. Б. Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы / Под ред. проф. Евдокунина Г.А. СПб.: Изд. дом «Родная Ладога», 2013 г. – 280 с.
  13. Долгополов А.Г., Кондратенко Д.В., Постолатий В.М., Уколов С.В. Управляемые шунтирующие реакторы для электрических сетей // Региональные проблемы энергетики. Молдова. 2011. № 3 (17).
  14. Долгополов А.Г. Управляемые шунтирующие реакторы. Принцип действия, конструкция, релейная защита и автоматика. Монография. М.: «Энергия», 2014. – 120 с.
  15. Евдокунин Г.А., Смоловик С.В. Оценка эффективности снижения потерь активной мощности в элементах электропередачи при применении управляемых шунтирующих реакторов // Энергоэксперт. 2008. № 4.
  16. Кондратенко Д.В., Долгополов А.Г., Шибаева Т.А., Виштибеев А.В. Статический компенсатор реактивной мощности на базе УШР как необходимое средство повышения энергоэффективности в электроэнергетике // ЭЛЕКТРО. 2010. № 2.
  17. Александров Г.Н., Лунин В.П. Управляемые реакторы. Учебное пособие. СПб., 2005.
  18. Чуприков В.С., Мологин Д.С. Реализация пилотного проекта УШРТ в энергосистеме Анголы // Энергоэксперт. 2010. № 1.
  19. Долгополов А.Г. Способы управления и алгоритмы работы ДГР на основе УШРТ // Энергетик. 2013. № 5.




Очередной номер | Архив | Вопрос-Ответ | Гостевая книга
Подписка | О журнале | Нормы. Стандарты | Проекты. Методики | Форум | Выставки
Тендеры | Книги, CD, сайты | Исследования рынка | Приложение Вопрос-Ответ | Карта сайта




Rambler's Top100 Rambler's Top100

© ЗАО "Новости Электротехники"
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Segmenta Media создание и поддержка сайта 2001-2020