антиплагиат Полный (1204007), страница 5
Текст из файла (страница 5)
37Шакарян Ю.Г. (д.т.н., профессор, научный руководитель ОАО ВНИИЭ)предлагает такой вариант деления устройств FACTS на группы:- различного рода статические преобразователи в электропередачахпеременного тока;- вставки постоянного тока и электропередачи постоянного тока;- электромашинные комплексы, состоящие из электрических машинпеременного тока или 81 трансформаторов в комбинации с устройствами силовойэлектроники.В 81 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. 62 Однако стоит отметить, что основу их работы составили общиепринципы продольной и/или поперечной компенсации [12]. 62На рисунке 1.1 приведена классификация основных устройств управляемыхсистем передачи переменного тока в электрических сетях.21Рисунок 1.1 – Классификация основных устройств управляемых системпередачи переменного тока в электрических сетях1.3 37 Статический 37 тиристорный компенсатор (СТК)Один из ключевых способов повышения уровня передаваемой мощности безстроительства новых линий и подстанций – компенсация реактивной мощностина 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).При работе тиристорных ключей возникают высшие гармоники, часто22требующие 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 ( 78 СТК) широко используются длярешения 78 проблем передачи и распределения электрической энергии, связанныхс 78 колебаниями реактивной мощности. 78Преимущества 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);- возможность пофазного регулирования реактивной мощности длясимметрирования 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 тиристорных приводовпрокатных станов и для высоковольтных 43 ЛЭП.
Кроме того, существуетспециальное исполнение СТК для тяговых подстанций.В зависимости от места установки, СТК выполняет различные функции:1. Для промышленных установок и тяговых подстанций:- 43 Снижение колебаний напряжения;- Повышение коэффициента мощности;- Балансирование нагрузки;- Снижение токов высших гармоник.2. Для 43 ДСП:- Снижение колебаний напряжения ( 78 фликера) в питающей сети;23- 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 43 ЛЭП:- Повышение статической и динамической устойчивости;- 43 Снижение отклонений напряжения при больших возмущениях в системе;- Стабилизация напряжения;- Ограничение внутренних перенапряжений;- Увеличение 43 пропускной способности ( из-за улучшения устойчивости) прибольшой передаваемой мощности;- Фильтрация токов высших гармоник. 43СТК осуществляет разгрузку сетевых трансформаторов и питающих линийэлектропередачи от реактивной мощности, 43 снижает величину действующеготока и активных потерь, что позволяет увеличить передаваемую активнуюмощность без установки нового оборудования. 43 Срок окупаемости СТКсоставляет от 1 до 3 лет.
43Схемная конфигурация статического тиристорного компенсатора включает всебя конденсаторные батареи, настроенные как фильтры высших гармоник –фильтрокомпенсирующие цепи (ФКЦ), постоянно подключенные к сети иликоммутируемые выключателями, 78 являющиеся источниками реактивноймощности, и включенные параллельно им в треугольник три фазы управляемыхтиристорами реакторов – тиристорно- 78 реакторную группу (ТРГ), 40 являющуюсяплавно регулируемым потребителем реактивной мощности.
Угол зажиганиятиристоров ТРГ может быстро изменяться таким образом, 43 что ток в реактореотслеживает ток нагрузки или реактивную мощность в энергосистеме. Времяреакции системы регулирования СТК на изменение регулируемого параметрасоставляет 5 мс для нагрузок типа ДСП и 25-100 мс для общепромышленных 4324нагрузок и сетевых подстанций. 43Управление СТК производится от пульта дистанционного управления ( 43 ПДССТК) или от АСУ ТП через внешний интерфейс.
43 На рисунках 1.2 и 1.3представлены типовые схемы СТК для дуговых сталеплавильных печей и линийэлектропередачи.Рисунок 1.2 – Типовая схема СТК для дуговыхсталеплавильных печей 4325 43Рисунок 1.3 – Типовая схема СТК для 43 линииэлектропередачиПри использовании СТК на 43 линии электропередачи высокого напряженияего эффективность тем больше, чем выше точка его подключения.
43 Обычнооборудование СТК выполняется на напряжение 10-35 кВ и подключается черезпонижающий трансформатор к шинам подстанции или к третичной обмоткеавтотрансформатора на подстанции.Номинальная мощность ФКЦ и ТРГ выбирается для каждого конкретногообъекта в зависимости от назначения СТК, требований по диапазону,алгоритмам регулирования реактивной мощности, параметров и конфигурацииэнергосистемы и подстанции.262 ГИБКИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ: ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ В РОССИИ ИЗА РУБЕЖОМЗагруженность линий электропередач на магистральных участках в среднемпо России составляет 40-50% от номинальной пропускной способности.Пропускная способность в основном ограничивается устойчивостью передачи.Данный факт дает обоснованность применения различных устройств и методовукрепления устойчивости и повышения эффективности использования линийэлектропередач.Наиболее оптимальным на данное время является использование силовойэлектроники и устройств на их основе, прежде всего различного рода сетевыхуправляемых устройств (гибких систем передачи переменного тока – FACTS) иприменение устройств на их основе (УПК, СТАТКОМ, СТК).
Применениеподобных устройств в России распространено не очень широко. В основныхслучаях для энергосистемы проекты по внедрению стартовали в начале уже XXIвека, тогда как в мире устройства на основе силовой электроники применяютсядостаточно широко.В 40 мире получили широкое применение статические устройства FACTS:статические тиристорные компенсаторы (СТК), фазоповоротные устройства(ФПУ), устройства нерегулируемой и регулируемой продольной компенсации(УПК и ТУПК). В последние годы получают все большее применение новейшиестатические устройства — СТАТКОМ, активные фильтры, СТАТКОМ снакопителями энергии, вставки постоянного тока на СТАТКОМах (ВПТН).2.1 Опыт применения устройств FACTS за рубежомМировые производители оборудования FACTS: ABB, Siemens, Areva,японские фирмы, лидером из которых является фирма ABB.За период с 1980 по 2005 гг.
только фирмой АВВ произведено и установленов магистральных сетях и сетях промышленных предприятий около 320 СТКобщей мощностью более 50000 МВА. За тот же период фирмой АВВ внедрено27устройств управляемой и неуправляемой продольной компенсации около 280шт. общей мощностью около 70000 МВА.
На базе ВПТН созданы иреализованы проекты воздушных и кабельных линий постоянного тока (HVDCZight), в том числе для подключения ветрокомплексов (ВК) к электрическимсетям.В [13,14 и др.] приводятся примеры целого ряда конкретных проектоввнедрения FACTS в ЭЭС различных стран. Эксплуатируются установкиСТАТКОМ на параметры 80 МВА, 154 кВ на переключательном пунктеэлектропередачи в Японии, на параметры 100 МВА, 161 кВ на подстанции ЭЭСв США. ОРПМ различной единичной мощности до 250 МВА внедрены в ЭЭССША, Канады, Бразилии, Южной Кореи, КНР и др. В 2001 г. в Индии введен вэксплуатацию разработанный в России УШРТ на параметры 50 МВАр, 400 кВ.Построены и эксплуатируются в Бразилии и Китае несколько компактных линийэлектропередачи повышенной натуральной мощности напряжением 220, 330,500 кВ.В 2011 году система FACTS, включающая СТАТКОМ (статическийсинхронный компенсатор) и SVC (статический компенсатор реактивноймощности), была поставлена и введена в эксплуатацию компанией АББ вэнергосети компании Transelec, расположенной в Чили.
Целью установкисистемы было увеличение пропускной способности Центральнойвзаимосвязанной системы за счет повышения стабильности системы в условияхстатической устойчивости, а также в случае неисправностей в сети.Данная система FACTS включает в себя следующие элементы:- СТАТКОМ, расположенный на подстанции Cerro Navia 220 кВ, на 65 Мвариндуктивных до 140 Мвар емкостных (-65/+ 140 Мвар);- Устройство SVC, расположенное на подстанции Polpaico 220 кВ, на -65/+100 Мвар.- Регулятор устройства MSC (механически переключаемый конденсатор),расположенный на подстанции Polpaico 220 кВ, на 100 Мвар.Обе подстанции Cerro Navia и Polpaico расположены в столице страны28Сантьяго-де-Чили, где сосредоточена большая часть нагрузки Центральнойвзаимосвязанной системы.
Вместе эти устройства увеличили пропускнуюспособность с 1400 МВт до 1600 МВт на линии электропередачи 500 кВ междурайонами Анкоа — Альто-Хауэль и Анкоа — Польпайко, протянувшейся нарасстояние свыше 300 км.[22]В 2007 году АББ поставила самый большой в мире компенсатор SVC(500 кВ) для подстанции Black Oak компании Allegheny Power в штатеМэриленд. Это решение позволило повысить надежность критически важнойлинии электропередачи в среднеатлантическом регионе США и увеличитьпропускную способность линии. АББ завершила проект всего за 14 месяцев —мировой рекорд, если учитывать сложность и масштаб проекта.Решение продольной компенсации компании АББ для саудовскойэнергокомпании Saudi Electricity Company увеличило пропускную способностьважной межсистемной линии передачи электроэнергии на 30 %.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
