CC BY
237
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ
УДК 62-9.064.5
В.Е. Кулешов, асп., (4872) 36-88-31, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ПРИМЕНЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ТИРИСТОРНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Анализируется целесообразность применения статических тиристорных компенсаторов на заводских электрических подстанциях.
Ключевые слова: статический тиристорный компенсатор, тиристорно-реакторная группа.
Статические тиристорные компенсаторы для промышленных предприятий решают одновременно задачу компенсации реактивной мощности и поддержания параметров качества напряжения, в том числе фликерных колебаний, в соответствии с ГОСТ 13109-97.
Статические тиристорные компенсаторы могут быть использованы для решения одной или нескольких задач, определяемых требованиями энергосистемы: стабилизация напряжения и регулирование перетоков реактивной мощности, повышение пропускной способности ЛЭП за счет обеспечения статической и динамической устойчивости, ограничение коммутационных перенапряжений, компенсация несимметричных режимов работы и т.д. Эти задачи могут быть комплексно решены с помощью СТК, имеющих более высокое быстродействие, чем синхронные компенсаторы и конденсаторно-реакторные установки с выключателями.
Требования, предъявляемые к СТК, весьма разнообразны и для каждой конкретной установки имеют свои особенности, практически исключающие однотипные решения.
В настоящее время в мировой практике широко используются два типа тиристорных компенсаторов (рис. 1): установки СТК-1 с базовой емкостью С и управляемой тиристорами VS индуктивностью L, содержащие конденсаторную и тиристорно-реакторную или тиристорно-трансреактор-ную группы (КГ + ТРГ), и установки СТК-2 с включаемыми ступенями с помощью тиристоров конденсаторами и управляемой тиристорами индуктивностью, содержащие тиристорно-конденсаторные и тиристорно-реакторную группы (ТКГ + ТРГ). На рис. 1, а и б штриховыми линиями показаны дополнительные элементы для фильтрации гармоник тока, создаваемых при плавном регулировании ТРГ. Степень фильтрации определяется ограничениями по генерации гармоник в электрическую сеть, ее частотной характеристикой, диапазоном изменения промышленной частоты и несимметрией сетевого напряжения. Если в СТК-1 мощность ТРГ равна мощности КГ, то переход в индуктивный режим сопровождается отключением КГ и соответственно снижением быстродействия компенсатора. Увеличение мощности ТРГ повысит быстродействие СТК, что вместе с тем увеличит его стоимость. В СТК-2 мощность ТРГ определяется мощностью одной ступени ТКГ, требуемой мощностью индуктивного режима, а также необходимыми режимами перегрузки по току и напряжению (характеристика 2—3 на рис. 1,г).
и и
Рис. 1. Основные схемы компенсаторов:
а, в - схема и характеристики СТК-1;
б, г - схема и характеристики СТК-2
Энергосбережение в системах электроснабжения и электроэнергетических системах
При выборе схемы СТК необходимо принимать во внимание издержки на покрытие потерь электроэнергии в элементах, которые зависят в значительной степени от режимов работы компенсатора.
Представляется целесообразным выделить следующие составляющие потерь:
Мощность Ро двигателей охладительных установок трансформатора, реакторов и тиристорных вентилей, указываемая в паспортах на соответствующее оборудование;
1) потери в силовом промежуточном трансформаторе
А РТр = АРХ +
/ ^
V IНОМ J
АР
^ К.НОМ ■>
где ДРх, АРкном- мощности XX и КЗ, указываемые в паспортных данных трансформатора; I, 1ном ~~ текущий и номинальный токи трансформатора;
2) потери в реакторах
Ятр =^2К-тАРР=1У-у = 12РХРАРР-Уд>
где Хр^, ЛРр.уд - индуктивное сопротивление, добротность, удельные потери реактора, 1Р- ток реактора;
3) потери в конденсаторах
ЛР _ г2 - I2 АРкуд
соС соС '
где 1к, С, tg89 АРК Уд ~ ток, емкость, тангенс угла диэлектрических потерь,
удельные потери;
4) потери в тиристорных вентилях реакторных и конденсаторных
групп
<4г. „ г 2
( 2 \ л/2 2
АР,п.р(к) = NT{Im.cpU0+ImRm)= Nm\ ~[р(^0 +1 р(к)
2
где Nj - количество тиристоров в вентилях; It.cp, It — средний и действующий ток вентилей; 1Р(К) - ток в цепи реактора или конденсатора; U0, RT- пороговое напряжение и динамическое сопротивление тиристора.
На рис.2 приведена осциллограмма, иллюстрирующая работу СТК с автоматической стабилизацией напряжения на шинах 220 кВ при подключении СТК к третичной обмотке трансформатора.
Рис. 2. Осциллограмма напряжения на шинах подстанции 220
при работе СТК
Применение статических компенсирующих устройств позволяет:
- существенно снизить нагрузку по реактивной мощности и высшим гармоникам тока трансформаторов, питающих потребители, что дает возможность подключить дополнительную нагрузку;
- улучшить показатели качества напряжения и, тем самым, повысить качество выпускаемой продукции и производительность технологического процесса потребителя электроэнергии.
Список литературы
1. Кочкин В.И., Нечаев О.П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий. / М.: Изд-во «НЦ ЭНАС», 2002. 248 с.
V.Е. Kyleshov
APPLICATION STATIC THYRISTOR COMPENSATORS FOR REACTIVE POWER COMPENSATION
The feasibility of static thyristor compensators for the plant electrical substations is analyzed.
Key words: static thyristor compensator, thyristor-reactor group.
Получено: 24.12.11
