Шунтирующие реакторы (ШР) используются в качестве одного из средств компенсации реактивной мощности в сооружаемых, реконструируемых и эксплуатируемых электрических сетях напряжением 110—1150 кВ, образуемых соответствующими линиями электропередачи. Возможности ЛЭП разного класса напряжений характеризуются данными, приведенными в табл. 1 для наиболее распространенных сечений проводов. Наибольшие длины линий для напряжений 220 кВ и выше указаны с учетом сооружения промежуточных переключательных пунктов или подстанций с установкой на них КУ. Таблица 1
Номинальное напряжение, кВ
Передаваемая мощность, МВ*А
Предполагается следующее использование линий по классам напряжений: 110—150 кВ для распределения мощностей внутри энергосистем и предприятий электрических сетей, электроснабжения промышленных предприятий, больших городов, удаленных или энергоемких сельских потребителей, распределения мощностей внутри крупных городов, электрификации железных дорог и трубопроводов; 220—330 кВ доя распределения мощностей внутри крупных энергосистем, электроснабжения удаленных и крупных потребителей, создания центров питания сетей 110—150 кВ, выдачи мощности небольших электростанций; 400—500 кВ для развития объединенных энергосистем и ЕЭС России, обеспечения межсистемных связей, выдачи мощности крупными электростанциями, электроснабжения крупных энергоемких предприятий или промышленных узлов; 750—1 150 кВ для развития крупных объединенных энергосистем и образования ЕЭС России, обеспечения межсистемных связей, выдачи мощности крупными электростанциями.
Напряжение линии, кВ
Рис. 2. Схемы линий и их характеристики: а — схема замещения линии; б — упрощенная схема замещения; в — зависимость реактивной мощности от передаваемой мощности для ВЛ длиной 400 км; г — размещение КУ на ЛЭП
В режимах незначительной загрузки линии, что имеет место в настоящее время в электрических сетях ЕЭС России, нескомпенсированность зарядной мощности линий при Р/Ршт ЛЭП ТОЭЭ ТЭЦ
Шунтирующие реакторы (ШР) используются в качестве одного из средств компенсации реактивной мощности в сооружаемых, реконструируемых и эксплуатируемых электрических сетях напряжением 110—1150 кВ, образуемых соответствующими линиями электропередачи. Возможности ЛЭП разного класса напряжений характеризуются данными, приведенными в табл. 1 для наиболее распространенных сечений проводов. Наибольшие длины линий для напряжений 220 кВ и выше указаны с учетом сооружения промежуточных переключательных пунктов или подстанций с установкой на них КУ. Таблица 1
Номинальное напряжение, кВ
Передаваемая мощность, МВ*А
Предполагается следующее использование линий по классам напряжений: 110—150 кВ для распределения мощностей внутри энергосистем и предприятий электрических сетей, электроснабжения промышленных предприятий, больших городов, удаленных или энергоемких сельских потребителей, распределения мощностей внутри крупных городов, электрификации железных дорог и трубопроводов; 220—330 кВ доя распределения мощностей внутри крупных энергосистем, электроснабжения удаленных и крупных потребителей, создания центров питания сетей 110—150 кВ, выдачи мощности небольших электростанций; 400—500 кВ для развития объединенных энергосистем и ЕЭС России, обеспечения межсистемных связей, выдачи мощности крупными электростанциями, электроснабжения крупных энергоемких предприятий или промышленных узлов; 750—1 150 кВ для развития крупных объединенных энергосистем и образования ЕЭС России, обеспечения межсистемных связей, выдачи мощности крупными электростанциями.
Напряжение линии, кВ
Рис. 2. Схемы линий и их характеристики: а — схема замещения линии; б — упрощенная схема замещения; в — зависимость реактивной мощности от передаваемой мощности для ВЛ длиной 400 км; г — размещение КУ на ЛЭП
В режимах незначительной загрузки линии, что имеет место в настоящее время в электрических сетях ЕЭС России, нескомпенсированность зарядной мощности линий при Р/Ршт ЛЭП ТОЭЭ ТЭЦ
Применение управляемых шунтирующих реакторов на объектах ЕНЭС позволяет управлять режимами работы сетей таким образом, чтобы снизить потери, повысить пропускную способность линий электропередачи. За счет этого повышается надежность работы системы, значительно экономится электроэнергия при ее передаче.
Управляемые шунтирующие реакторы (УШР) – электромагнитные реакторы, индуктивность которых может плавно регулироваться с помощью системы автоматического управления, что позволяет осуществлять стабилизацию напряжения на воздушных линиях с большой зарядовой мощностью. В комбинации с батареями конденсаторов, включаемых параллельно, УШР являются аналогами статических тиристорных компенсаторов (СТК), позволяя поддерживать напряжение на линиях как в режиме малых, так и больших нагрузок.
Применяются три вида УШР:
На рисунках показаны схемы построения реакторов с подмагничиванием постоянным током. Принцип регулирования тока УШР поясняется следующим рисунком.
При изменении ампер-витков подмагничивания из-за нелинейной характеристики происходит изменение тока в сетевой обмотке. В трехфазной системе путем введения компенсационной обмотки, соединенной в «треугольник» осуществляется компенсация гармоник, кратных 3, и форма тока приближается к синусоидальной.
Для того, чтобы обеспечить работу реактора с подмагничиванием по сетевой обмотке необходимо нейтраль реактора заземлять через нейтральный реактор или резистор, чтобы источник подмагничивания не оказался закороченным. При соединении фаз УШР в трехфазную группу источник подмагничивания оказывается включенным в расщепленную нейтраль сетевой обмотки УШР.
Важнейший элемент современных энергетических системах
Шунтирующий реактор представляет собой устройство компенсации реактивной мощности, которое повышает эффективность энергосистемы. Это компактное устройство широко используется для компенсации реактивной мощности в протяженных высоковольтных линиях электропередачи и в кабельных системах. Шунтирующий реактор может напрямую быть подключен к линии электропередачи или к третичной обмотке трехобмоточного трансформатора.
Шунтирующий реактор может быть подключен постоянно или включаться через автоматический выключатель. Чтобы улучшить регулировку потребляемой реактивной мощности, реактор может также иметь регулируемые параметры. Если нагрузка меняется медленно, как это обычно и бывает (сезонно, ежесуточно или почасово), управляемый шунтирующий реактор (УШР) может быть экономичным решением для некоторых видов применений.
Шунтирующий реактор с зазором сердечника от АББ В основном конструкция маслонаполненных шунтирующих реакторов, изготовленных компанией АББ, основана на применении броневого сердечника с зазором. Данный принцип устройства реакторов реализуется в проектах АББ с начала 1970-х годов. Такая конструкция минимизирует потери, шумы и вибрацию. Конструктивное сходство с высокопроизводительными силовыми трансформаторами позволяет эффективно использовать многолетний опыт АББ в создании больших трансформаторов, например для таких применений, как создание изоляции, управление производством электроэнергии и других.
Управляемый шунтирующий реактор трансформаторного типа
Cхема и основные параметры управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа
Однолинейная схема УШРТ представлена на рис.1.
Рис.1. Однолинейная схема УШРТ
В состав УШРТ входят:
УШРТ подключается к выбранной секции шин ВН подстанции. Управление УШРТ производится ШУ в автоматическом режиме по командам оператора ПС от пульта дистанционного управления (ПДУ) или АРМ оператора и не требует присутствия оперативного персонала. Предусмотрен режим ручного управления УШРТ с лицевой панели ШУ.
Главный монитор СКАДА УШРТ
Основные параметры УШРТ
Наименование параметра
Значение
Номинальное напряжение, кВ
110, 220, 330, 500
Испытательные напряжения
по ГОСТ 1516.3-96
Номинальная реактивная мощность (потребляемая) при номинальном напряжении, Мвар
25. 160
Быстродействие УШРТ: — время изменения мощности УШРТ в пределах плавного диапазона регулирования, не более, с — отработка скачка напряжения уставки, не более, с до уровня 0,9 до установившегося значения с точностью 0,05
Диапазон изменения уставки по напряжению
±10% Uном
Диапазон изменения статизма характеристики
1. 10%
Пофазное регулирование реактивной мощности
возможно
Суммарные потери в номинальном режиме, % от номинальной мощности, не более
0,55…0,8
В нормальных режимах работы УШРТ содержание высших гармоник в его токе в % от величины тока УШРТ в режимах полного потребления, не более
ОПИСАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭМЧ УШРТ
Электромагнитная часть УШРТ
Регулятор УШРТ
Оборудование регулятора УШРТ – стандартное оборудование производства Нидек АСИ ВЭИ, описанное в разделе СТК. Все оборудование регулятора размещается в контейнере размером 12,2 х 2,4 х 2,9 м. В отсеках контейнера смонтированы ячейка КРУ Q1, трехфазный тиристорный вентиль с системой жидкостного охлаждения и система управления УШРТ. Агрегат воздушного охлаждения и вводы напряжения от ВО размещены на крыше контейнера.
