Управляемый шунтирующий реактор – новый тип устройства FACTS (управляемое оборудование для электрических сетей переменного тока)

power-transformers-8
РТУ-180000/500

УШР представляет собой статическое устройство шунтирующего типа с плавно регулируемым индуктивным сопротивлением. Управляемые шунтирующие реакторы, реализуемые ООО ПРП "ТрансЭнерго", предназначены для автоматического управления потоками реактивной мощности и стабилизации уровней напряжен
ия, что позволяет:

  • устранить суточные и сезонные колебания напряжения в электрической сети;
  • повысить качество электрической энергии;
  • оптимизировать и автоматизировать режимы работы электрической сети;
  • снизить потери электроэнергии при ее транспортировке и распределении;
  • повысить устойчивость энергосистемы;
  • в десятки раз улучшить условия эксплуатации электротехнического оборудования за счет резкого сокращения числа коммутаций нерегулируемых устройств компенсации реактивной мощности и ограничения использования менее надежных в эксплуатации устройств РПН трансформаторов и автотрансформаторов;
  • увеличить пропускную способность линий электропередачи и обеспечить надежное автоматическое управление уровнями напряжения при перетоках мощности, близких к предельным по статической устойчивости;
  • избежать эффекта «лавины напряжения» при возникновении аварийных ситуаций в электрической сети (например, аварийное отключение нагрузки, генератора, линии электропередачи и прочее);
  • обеспечить условия для работы генераторов электростанций в таком диапазоне генерации реактивной мощности, который способствует наиболее благоприятным эксплуатационным режимам.

Задачи, решаемые за счет использования УШР

  • Повышение пропускной способности межсистемных связей;
  • Автоматическая стабилизация уровней напряжения;
  • Обеспечение допустимых уровней напряжения при выполнении программ переключений;
  • Оптимизация режимов работы электрических сетей и снижение потерь электроэнергии;
  • Поддержание запасов по напряжению в режимах с большими перетоками активной мощности;
  • Улучшение качества электроэнергии;
  • Обеспечение требуемой загрузки генераторов электростанций по реактивной мощности;
  • Снижение числа коммутаций выключателей;
  • Снижение числа переключений устройств РПН трансформаторов и автотрансформаторов;
  • Срок окупаемости от 2 до 5 лет;
  • Стоимость до 2,5 раз ниже аналогичных систем компенсации.

Принцип действия

Управляемый шунтирующий реактор – это переменное индуктивное сопротивление, плавно регулируемое подмагничиванием ферромагнитных элементов магнитной цепи.

Магнитная система одной фазы УШР содержит два стержня. На каждом стержне размещены обмотки управления и сетевые обмотки.

При подключении к обмоткам управления регулируемого источника постоянного тока происходит нарастание потока подмагничивания, который в соседних стержнях направлен в разные стороны и вызывает насыщение стержней УШР в соответствующие полупериоды напряжения.

Насыщение стержней приводит к возрастанию тока в сетевой обмотке за счет уменьшения индуктивного сопротивления реактора. За счет этого обеспечивается плавное изменение уровней напряжения в точке подключения УШР и величина потребляемой реактором реактивной мощности.

Основные характеристики УШР

  • Диапазон регулирования реактивной мощности – 100%;
    power-transformers-9
    РТУ-25000/110
  • мощность управления – 1–3% номинальной мощности УШР;
  • гарантированная скорость набора полной мощности – 0,15–3 с.;
  • время набора полной мощности с предварительным подмагничиванием – не более 0,02 с.;
  • удельная полная масса 1,5–3 кг/кВАр;
  • удельные потери:
    • холостого хода 0,5 – 1,0 Вт/кВАр;
    • номинальные 4–8 Вт/кВАр.
  • допустимая перегрузка по току – 120 % (не более 30 мин.);
  • полностью автоматический режим эксплуатации;
  • уровень надежности, условия эксплуатации и текущего обслуживания соответствуют обычным шунтирующим реакторам.

Преимущества УШР перед аналогичными устройствами

  • Регулировочный диапазон составляет 100% номинальной мощности УШР;
  • Плавное регулирование с неограниченным ресурсом возможных изменений;
  • Отсутствие устройств РПН;
  • Возможность нормированной перегрузки УШР до 130% и кратковременной перегрузки до 200%;
  • Регулирование напряжения и реактивной мощности непосредственно в точке подключения;
  • Использование маломощных вентильных устройств с меньшими потерями и отсутствием необходимости в водяном охлаждении;
  • Традиционные требования к квалификации обслуживающего персонала на подстанции;
  • Более низкий уровень потерь: в 1,5–3 раза;
  • Наружная установка;
  • Существенно более низкая стоимость.