Управляемые шунтирующие реакторы

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

УШР представляет собой статическое устройство шунтирующего типа с плавно регулируемым индуктивным сопротивлением. Управляемые шунтирующие реакторы производства ЧАО «ЗТР» предназначен для автоматического управления потоками реактивной мощности и стабилизации уровней напряжения, 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%;
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.