ПЗ готовый Артемов (1204006), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Данные устройства выполнены на базе инвертора напряжения сиспользованием полностью управляемых вентилей: запираемых тиристоровGTOилибиполярныхтранзисторовспособныхIGBT,осуществитькоммутацию тока в любой момент времени [9,10,11].FACTS-2 обладают новым качеством регулирования – векторным, когдарегулируется не только величина, но и фаза вектора напряжения электрическойсети. К устройствам этого поколения относят: синхронный статическийкомпенсатор (СТАТКОМ), объединенный регулятор потоков мощности(ОРПМ), вставка постоянного тока на базе преобразователя напряжения(ВПТН),фазоповоротныесинхронныйустройствакомпенсатор(АСК),(ФПУ),асинхронизированныйасинхронизированныйсинхронныйэлектромеханический преобразователь частоты (АС ЭМПЧ) и др.Устройства, которые вошли в технологию ГЭП, способны управлятьвзаимосвязаннымипараметрами,определяющимифункционированиеэлектропередач. Управление потоками мощности в линиях электропередачисвязаносвоздействиемнаодинизэтихпараметров:комплексноесопротивление линии электропередачи, модуль напряжения и угол фазовогосдвига между напряжениями по концам линии.Векторное регулирование – это новое качество управления режимамиработы электроэнергетических систем.
Это регулирование не только величинынапряжения, но и фазового угла (величины сопротивления электропередачи),котороевполноймеререшаетпроблемыфункционированияэлектроэнергетических систем в отношении устойчивости и достигает своейцели, если оно быстродействующее.1.2 Классификация устройств FACTSПо способу подключения в схему устройства FACTS можно разделить натри группы:16а) Устройства регулирования параметров сети (сопротивления сети),подключаемые последовательно в сеть, предназначенные для измененияпропускной способности сети (увеличения вплоть до ограничения по нагревубез нарушения условий устойчивости), перераспределения потоков мощностипо параллельным линиям при изменении режима работы электрической сети;б) Устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности инапряжения, подключаемые к сети параллельно, предназначенные дляподдержания уровней напряжения в электрических сетях 110-750 кВ,управления перетоками мощности между энергосистемами, повышенияпропускной способности ЛЭП, статической и динамической устойчивостиэнергосистем;в) Устройствапродольно-поперечноговключения,осуществляющиевекторное регулирование, т.е.
изменяющие не только величину векторанапряжения, но и его фазу в месте подключения.По принципу действия устройства FACTS делятся на статические иэлектромашинные.К статическим относятся:а) Управляемыешунтирующиереакторы(УШР),реализованныепопринципу магнитного усилителя (УШРП) или трансформаторного типа (УШРТили реактор-трансформатор) с тиристорным управлением предназначены дляплавного регулирования напряжения (реактивной мощности) при мощностях,протекающих по линиям электропередачи, не превышающих натуральную;б) Реакторы,коммутируемыевакуумнымивыключателями(ВРГ),применяются для компенсации зарядной мощности линий электропередачи и вузлах нагрузки для поддержания напряжения в допустимых пределах вустановившихся режимах, при мощностях менее натуральной;в) Статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности (СТК),состоящие из одной или нескольких тиристорно-реакторных групп и наборафильтрокомпенсирующих цепей, служат для повышения устойчивости ипределов передаваемой по линиям электропередачи мощности.
Регулирование17напряжения (реактивной мощности) обеспечивается при мощностях как менее,так и более натуральной;г) Статические компенсаторы реактивной мощности (СТАТКОМ) на базепреобразователя напряжения, применяются для динамической стабилизациинапряжения, увеличения пропускной способности ЛЭП, уменьшения колебанийнапряжения, повышения устойчивости при электромеханических переходныхпроцессах, улучшения демпфирования энергосистемы;д) Объединенные регуляторы потока мощности на основе преобразователейнапряжения параллельного и последовательного включения, объединенных поцепямпостоянноготока(ОРПМ),применяютсядлякомплексногорегулирования активной и реактивной мощности и импеданса линииэлектропередачи;е) Управляемые и неуправляемые устройства продольной компенсации(УУПК, УПК) регулируют сопротивление ЛЭП, увеличивают пропускнуюспособность, обеспечивают перераспределение мощностей по параллельнымлиниям, демпфируют низкочастотные колебания мощностей;ж) Управляемыефазоповоротныеустройства(ФПУ)набазефазосдвигающих трансформаторов с тиристорным управлением или РПНприменяются для оптимизации потоков мощности по параллельным ЛЭП иповышения пропускной способности;з) Вставки постоянного тока на базе преобразователей напряжения (ВПТН)применяются для несинхронного объединения любых энергосистем, в которыхнеобходимо регулирование реактивной мощности;и) Токоограничивающиеустройства(ограничителитоковкороткогозамыкания) применяются для повышения динамической устойчивости за счетуменьшения эквивалентного индуктивного сопротивления и (или) введенияактивного,уменьшениявоздействиятоковкоммутационное оборудование подстанций.К электромашинным относятся:18короткогозамыканиянаа) Асинхронизированные синхронные компенсаторы (АСК) применяют длядинамической стабилизации напряжения, увеличения пропускной способностиэлектропередачи,уменьшенияколебанийнапряжения,повышенияустойчивости при электромеханических переходных процессах, улучшениядемпфирования энергосистемы;б) Асинхронизированныесинхронныеэлектромеханическиепреобразователи частоты (АС ЭМПЧ) применяются для несинхронногообъединения энергосистем, требующих регулирование реактивной мощности,особенно эффективны при питании чувствительных к посадкам напряженияпотребителей и потребителей с импульсной нагрузкой;в) Фазовращающие трансформаторы – вращающиеся машины с питаниемстатора и ротора от сетей с различной частотой с дополнительным двигателемна валу (ВФТ) применяются для несинхронного объединения энергосистем,имеющих устройства регулирования реактивной мощности.Шакарян Ю.Г.
(д.т.н., профессор, научный руководитель ОАО ВНИИЭ)предлагает такой вариант деления устройств FACTS на группы:- различногородастатическиепреобразователивэлектропередачахпеременного тока;- вставки постоянного тока и электропередачи постоянного тока;- электромашинные комплексы, состоящие из электрических машинпеременного тока или трансформаторов в комбинации с устройствами силовойэлектроники.В данной работе рассматриваются только статические устройства – то естьпредставители первых двух групп.Как отметилось, существует несколько десятков устройств FACTS, которыеотличаются по назначению, принципам работы и составом основногооборудования.
Однако стоит отметить, что основу их работы составили общиепринципы продольной и/или поперечной компенсации [12].На рисунке 1.1 приведена классификация основных устройств управляемыхсистем передачи переменного тока в электрических сетях.19УСТРОЙСТВА FACTSСТАТИЧЕСКИЕТИПЭЛЕКТРОМАШИННЫЕСКАЛЯРНОЕВЕКТОРНОЕРЕГУЛИРОВАНИЕ(U И φ или Q И P)ПРИНЦИПРЕГУЛИРОВАНИЕРЕГУЛИРОВАНИЯ (только U Или Q)ВРГСТКУШРАСГФПУАСМАС ЭМПЧАСКСТАТКОМУПКВПТНОРПМВПТ+ накопитель(СПИН)Рисунок 1.1 – Классификация основных устройств управляемых системпередачи переменного тока в электрических сетях1.3 Статический тиристорный компенсатор (СТК)Один из ключевых способов повышения уровня передаваемой мощностибез строительства новых линий и подстанций – компенсация реактивноймощности на всех уровнях ее генерации, передачи и потребления.Устройства компенсации реактивной мощности (КУ) могут быть разныхтипов и выполнять разные функции: от простейших – нерегулируемыхконденсаторных батарей, до наиболее совершенных, называемых FACTS –устройств гибких (регулируемых) линий передач переменного тока.
Одним изнаиболее распространенных в мире видом устройств FACTS являютсястатические тиристорные компенсаторы (СТК).Основные свойства:- регулирование реактивной мощности в широких пределах;- способность как поглощать, так и генерировать реактивную мощность;- высокое быстродействие (воздействие на устойчивость).20При работе тиристорных ключей возникают высшие гармоники, частотребующие фильтров. Не эффективен в слабых сетях.Возможны несколько вариантов подключения конденсаторов:- подключение через выключатели без последующей коммутации;- подключение через выключатели с последующей коммутацией.Статические тиристорные компенсаторы (СТК) широко используются длярешения проблем передачи и распределения электрической энергии, связанныхс колебаниями реактивной мощности.Преимущества СТК по сравнению с другими типами КУ (СК, БСК, УШР):- высокое быстродействие (для ДСП время реакции – не более 5 мс, дляЛЭП время реакции – до 20 мс в стационарных режимах, не более 10 мс ваварийных режимах);- возможностьпофазногорегулированияреактивноймощностидлясимметрирования нагрузки или напряжения;- минимальные затраты на эксплуатационное обслуживание, обусловленныеотсутствием в СТК изнашиваемых и вращающихся частей, узлов с маслянымохлаждением;- низкий уровень потерь – не более 1,3 % при номинальной мощности;- высокая надежность и большой межремонтный ресурс.СТК выпускаются в двух основных модификациях: для промышленныхустановок типа дуговых сталеплавильных печей (ДСП) и тиристорныхприводов прокатных станов и для высоковольтных ЛЭП.
Кроме того,существует специальное исполнение СТК для тяговых подстанций.В зависимости от места установки, СТК выполняет различные функции:1. Для промышленных установок и тяговых подстанций:- Снижение колебаний напряжения;- Повышение коэффициента мощности;- Балансирование нагрузки;- Снижение токов высших гармоник.212. Для ДСП:- Снижение колебаний напряжения (фликера) в питающей сети;- Повышение среднего коэффициента мощности;- Снижение токов высших гармоник, текущих в энергосистему;- Симметрирование токов, потребляемых из сети;- Стабилизация напряжения на шинах нагрузки;- Повышение производительности печи;- Снижение расхода электродов и футеровки.3. Для ЛЭП:- Повышение статической и динамической устойчивости;- Снижение отклонений напряжения при больших возмущениях в системе;- Стабилизация напряжения;- Ограничение внутренних перенапряжений;- Увеличение пропускной способности (из-за улучшения устойчивости) прибольшой передаваемой мощности;- Фильтрация токов высших гармоник.СТК осуществляет разгрузку сетевых трансформаторов и питающих линийэлектропередачи от реактивной мощности, снижает величину действующеготока и активных потерь, что позволяет увеличить передаваемую активнуюмощность без установки нового оборудования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
