Наша компания предлагает УШР для сетей от 6 до 500 кВ мощностью от 10 до 180 МВА.

УШР могут устанавливаться как на линиях электропередачи (линейные УШР), так и на шинах подстанции. Возможна комбинация, когда параллельно УШР подключается конденсаторная батарея (КБ).

Использование управляемых шунтирующих реакторов наряду с выполнением ими всех функций неуправляемых ШР позволяет:

• Устранить суточные и сезонные колебания напряжения в электрической сети;
• Повысить качество электрической энергии;
• Увеличить предел статической устойчивости;
• Улучшить демпфирование в системе;
• Оптимизировать и автоматизировать режимы работы электрической сети;
• Снизить потери электроэнергии при ее транспортировке и распределении;
• Повысить устойчивость энергосистемы;
• В десятки раз улучшить условия эксплуатации и повысить работы 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.

Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы представляют собой мощный трехфазный магнитный усилитель, в котором широкий диапазон изменения потребляемой реактивной мощности обеспечивается глубоким насыщением стали стержней магнитопровода. При этом конструктивно и технологически электромагнитная часть УШР представляет собой обычный специальный трехфазный трансформатор, по изготовлению, монтажу и обслуживанию в эксплуатации аналогичный маслонаполненному оборудованию наружной установки – трансформаторам или неуправляемым реакторам соответствующего класса напряжения и мощности. Изменение индуктивности УШР достигается путем насыщения магнитной системы управляемыми по величине магнитными потоками. В результате достигается плавное регулирование величины потребляемой мощности реактора практически от нуля и до номинального значения, а также обратно за время от 0,3 с или более в соответствии с требованиями режима. 

Магнитная система трёхфазного УШР с подмагничиванием

Система автоматического управления УШР микропроцессорного исполнения в стандартном шкафу внутренней установки обеспечивает требуемые алгоритмы автоматического и ручного управления преобразователем системы подмагничивания для режимов стабилизации напряжения в точке подключения реактора или его заданной мощности (либо другого алгоритма управления, заданного энергосистемой).

Конструкция

Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы представляют собой мощный трехфазный магнитный усилитель, в котором широкий диапазон изменения потребляемой реактивной мощности обеспечивается глубоким насыщением стали стержней магнитопровода. При этом конструктивно и технологически электромагнитная часть УШР представляет собой специальный трехфазный трансформатор, по изготовлению, монтажу и обслуживанию в эксплуатации аналогичный маслонаполненному оборудованию наружной установки – трансформаторам или неуправляемым реакторам соответствующего класса напряжения и мощности.

Принцип действия

Принцип действия» текст «Изменение индуктивности УШР достигается путем насыщения магнитной системы управляемыми по величине магнитными потоками. В результате достигается плавное регулирование величины потребляемой мощности реактора практически от нуля и до номинального значения, а также обратно за время от 0,3 с или более в соответствии с требованиями режима.

Основные функциональные возможности УШР:

• широкий диапазон плавного регулирования (от холостого хода до номинального или предельно допустимого значения мощности) с неограниченным числом переходов к требуемому значению потребляемой мощности;
• возможность длительной перегрузки на 20 % и кратковременной на 100 %;
• постоянная времени по регулированию мощности (быстродействие) по требованию заказчика или месту подключения может варьироваться от 0,1 до 1 с. При необходимости набор мощности при включении или двукратная форсировка осуществляются безынерционно (за один период промышленной частоты);
• степень нелинейных искажений в сетевом токе реактора в зависимости от требований и соответствующего исполнения оборудования может быть снижена с 4% до 1% от номинального тока сетевой обмотки;
• для расширения диапазона в сторону не только потребления, но и выдачи реактивной мощности реактор может работать параллельно с конденсаторной батареей, в том числе с возможностью ее подключения к выводам вторичной обмотки (такой комплекс является полной заменой синхронного компенсатора);
• при соответствующем увеличении мощности вторичной обмотки, соединенной в треугольник, к ее выводам может подключаться нагрузка собственных нужд либо другая активная нагрузка подстанции (то есть реактор совмещает в себе функции трансформатора).

Особенностью характеристики намагничивания стали является область за пределами индукции насыщения, в которой она становится практически линейным материалом. Такого типа нелинейность электротехнической стали принципиально соответствует нелинейным характеристикам диодов и триодов (электронным, ионным, полупроводниковым). Эта особенность и используется в УШР. 

Фаза управляемого реактора — это по существу двухобмоточный трансформатор с расщепленным стержнем. Одна из обмоток, сетевая, подключена к электрической сети (UСО), вторая — управляющая, подключена к регулируемому по величине источнику постоянного напряжения (UУ). Секции сетевой и управляющей обмоток включены встречно параллельно и не имеют прямой электромагнитной связи. Каждая из обмоток фазы создает свои магнитные потоки: сетевая обмотка – переменный поток промышленной частоты; управляющая – постоянный, регулируемый по величине поток подмагничивания. Постоянный поток подмагничивания смещает переменный поток в область насыщения кривой намагничивания стали, что и приводит к изменению индуктивного сопротивления устройства. Магнитная система одной фазы типичного УШР содержит два стержня с обмотками, вертикальные и горизонтальные ярма. На каждом стержне размещены обмотки управления, соединенные встречно, и сетевые обмотки, соединенные согласно (возможен вариант конструкции, когда сетевая обмотка одна и охватывает оба стержня). При подключении к обмоткам управления регулируемого источника постоянного напряжения, например, выпрямителя, ток в обмотках управления приводит к возникновению и нарастанию потока подмагничивания, который в соседних стержнях направлен в разные стороны. Так как на поток подмагничивания накладывается переменный поток сетевой обмотки, результирующий поток смещается в область насыщения стали, то есть стержни оказываются насыщенными некоторую часть периода. В свою очередь, насыщение стержней приводит к возникновению и возрастанию тока в сетевой обмотке. Так как стержни насыщены часть полупериода синусоиды, ток реактора оказывается искаженным, в нем присутствуют высшие гармоники. Существует характерный (особенный) промежуточный режим, при котором поток подмагничивания становится равным амплитуде переменного магнитного потока. Этот режим характеризуется тем, что время насыщенного состояния стержней одинаково и равно половине периода синусоиды. В этом режиме в токе реактора высшие гармоники практически отсутствуют, и ток имеет чисто синусоидальную форму. Обычно УШР проектируется таким образом, чтобы его номинальный режим (100 %) был близок к такому режиму полупериодного насыщения.

Таким образом, по функциональным возможностям реактора УШР практически полностью соответствует широко распространенной схеме статического шунтирующего тиристорного компенсатора (СТК). В отличие от традиционного решения – трансформатор связи плюс последовательно включенные реактор и встречно параллельный тиристорный вентиль на полную мощность – в УШР имеется только специфичное специальное трансформаторное устройство, в котором роль реактора выполняют индуктивности обмоток, а роль встречно параллельного тиристорного вентиля – насыщаемый стержень.