Особенности компенсации реактивной мощности в сетях со специфическими нагрузками
В ряде случаев помимо резонансных цепей фильтров, настраиваемых на частоты доминирующих высших гармоник тока нагрузки, в состав ТКРМ вводят параллельно присоединяемые конденсаторные батареи для фильтрации гармоник, порядок которых выше частоты настройки резонансных фильтров.
Быстрое развитие мирового производства статических тиристорных компенсаторов (СТК) определяется их преимуществами по отношению к традиционным средствам компенсации реактивной мощности в решении ряда актуальных задач электроэнергетики. К числу таких задач относится необходимость компенсации реактивной мощности в местах потребления электроэнергии и на промежуточных подстанциях длинных линий с целью повышения стабильности напряжения у потребителей, снижения потерь в линиях электропередач и сетях электроснабжения потребителей, повышения пропускной способности электропередач.
Рост протяженности, мощности и класса напряжения дальних электропередач выдвигает в число важнейших задач обеспечение средствами компенсации ограничения внутренних перенапряжений, статической и динамической устойчивости, эффективности автоматических повторных включений (АВК)[14].
В отечественной практике для уменьшения колебаний напряжения применяются быстродействующие синхронные компенсаторы типа СК-10000-8 мощностью 7,7 Мвар на напряжение 10 кВ и мощностью 10 Мвар на напряжение 6 кВ. Максимальная скорость изменения реактивной мощности, выдаваемой в сеть, по данным завода составляет 130 Мвар/с, возможна кратковременная работа с 2-кратной перегрузкой. Компенсаторы успешно работают на некоторых металлургических заводах, в частности в системе электроснабжения станов горячего проката.
Установленная мощность синхронного компенсатора при одном и том же графике реактивной нагрузки будет меньше, чем установленная мощность статического компенсирующего устройства. Синхронные компенсаторы обладают всеми недостатками вращающихся машин и имеют меньшее быстродействие по сравнению со статическими компенсаторами. Кроме того, в статических компенсирующих устройствах возможно пофазное управление.
На зарубежных металлургических заводах для снижения влияния на питающую сеть резкопеременных нагрузок применяются синхронные компенсаторы с высокой кратностью форсировки напряжения возбуждения и быстродействующей системой регулирования.
Фирма Simens (ФРГ) выпускает синхронные компенсаторы мощностью 10MBА с ударной мощностью 30 MBА. Обмотка возбуждения компенсатора питается от нереверсивного тиристорного преобразователя с кратностью форсировки возбуждения по напряжению 13,2.
Фирма Fuji Electric Co совместно с Nisshin Electric Co (Япония) выпускает синхронные компенсаторы мощностью 8 MBА с ударной мощностью 16 MBА. Компенсатор имеет бесщеточную систему возбуждения с кратностью форсировки по напряжению, равной 2.
Фирма ASEA (Швеция) выпускает синхронные компенсаторы номинальной мощностью 7,5 Мвар с ударной мощностью 30 Мвар.
В таблице 1 представлено качественное сравнение быстродействующих синхронных компенсаторов со статическими компенсирующими устройствами прямой и косвенной компенсации.
Таблица 1 – Сравнение параметров компенсирующих устройств
Параметры сравнения |
Специальный синхронный компенсатор |
Статические компенсирующие устройства | |
прямой компенсации |
косвенной компенсации | ||
Скорость регулирования, с |
Более 0,06 |
Менее 0,02 |
Менее 0,01 |
Регулирование |
Плавное |
Ступенчатое |
Плавное |
Строительная часть |
Массивные фундаменты |
Фундаменты не требуются, большая гибкость монтажа | |
Обслуживание |
Смазка, охлаждение и т. д. |
Обслуживания практически не требуется | |
Отношение Qуст к Qmax, отн. ед. |
0,5–0,7, имеется возможность перегрузки до 2-х кратной |
1,0; перегрузка не допускается |
2,0; регулируемая индуктивная часть 1,0; емкостная нерегулируемая часть 1,0 |
Работа на несимметричную нагрузку |
Показное управление практически невозможно |
Осуществляется пофазное управление практически без дополнительных затрат | |
Потери от номинальной мощности, % |
2,5 – 4,0 |
0,5 – 1,0 |
1,0 – 2,0 |
Искажение питающего напряжения |
Нет |
Нет |
Управляемый тиристорами ре-актор является источником высших гармоник |