Динамика и тенденции в их инновационном развитии.

В последние десятилетия все более актуальным становится вопрос стабилизации напряжения в электрических сетях различного класса напряжения. Причиной тому является высокий износ электросетевого оборудования электрических сетей, который по информации из справочных изданий, превышает отметку в  50%. Учитывая сохраняющуюся в последние годы тенденцию сокращения объемов инвестиций в строительство новых электросетевых объектов и реконструкцию существующего физически и морально устаревшего оборудования, ситуация изменится не скоро.

Работы по созданию эффективного инновационного оборудования для автоматического регулирования напряжения были начаты еще в конце прошлого века. Так в 1989 году коллективом российских ученых и конструкторов был создан опытно-промышленный образец однофазного шунтирующего управляемого реактора типа РОДУ-60000/500 мощностью 60 Мвар для ВЛ-500 кВ, который успешно прошел все заводские испытания и подтвердил эффективность на сетевом стенде подстанции 500 кВ «Белый Раст» ПО «Дальние электропередачи».

Следующим этапом в разработке систем стабилизации напряжения послужило создание в 1998 году головного промышленного образца УШР типа РТУ-25000/110-У1 (управляемого шунтирующего реактор 110 кВ мощностью 25 Мвар), который, совместно с установленной на подстанции 110 кВ «Кудымкар» в сетях «Пермэнерго» батареей статических конденсаторов (БСК) мощностью 52 Мвар, вот уже на протяжении 15 лет эффективно решает вопросы стабилизации напряжения в сети.

В настоящее время ООО «ЭСКО» предлагает широкий спектр технических решений по стабилизации напряжения с применением имеющегося выпускаемого промышленно оборудования. Это источники реактивной мощности (ИРМ) на базе УШР и БСК, являющиеся по существу первым отечественным оборудованием для FACTS-технологии – комплекса технических и информационных средств автоматического управления параметрами линий электропередачи.

Оборудование ИРМ полностью соответствует электротехническим требованиям и внесено в «Справочник по проектированию электрических сетей» (под редакцией Д.Л. Файбисовича) в раздел «5.5 Компенсирующие устройства», с указанием номенклатуры и схем ИРМ для классов напряжения 6÷500 кВ.

Кроме того, на серию реакторов УШР в 2004 году в установленном порядке дополнительно были разработаны и согласованы в ОАО «ФСК» технические условия ТУ 3411-001-53950285-2004 «Реакторы управляемые трехфазные масляные тип РТУ мощностью от 32000 до 180000 квар классов напряжения 110, 220, 330 и 500 кВ».

Рис.1 Внешний вид источника реактивной мощности ИРМ-35/10/10 на базе управляемого шунтирующего реактора РТМУ-10000/35-УХЛ1 и батарей статических конденсаторов 10 МВА 35 кВ (батарея конденсаторов расположена в здании на заднем плане).

Основное назначение ИРМ – это превращение электрической сети из «пассивного» устройства транспорта электроэнергии в «активный» элемент управления режимами работы. Данное оборудование обеспечивает:

1. регулирование напряжения в точке подключения в диапазоне ± 15 % от номинального напряжения
2. автоматическую стабилизацию напряжения по заданной уставке с точностью ± 0,5 %
3. повышение пропускной способности прилегающей сети до 1,5 раз
4. снижение удельных потерь в сети вплоть до 30%
5. снижение уровня высших гармоник напряжения сети до требования ГОСТ
6. снижение предпосылок развития аварий из-за локальных аварийных возмущений в сети
7. обеспечение устойчивой работы генераторов с оптимальным cos φ

Ассортимент выпускаемого оборудования динамично расширялся в зависимости от потребностей и на сегодня включает в себя следующее:

За последние 15 лет УШР и ИРМ подтвердили свою эффективность на 86 объектах (от Заполярья до экватора). При этом объем поставок оборудования по проектам с использованием технических решений ООО «ЭСКО» за этот период составил 8374 Мвар, из них 33% в количественном исчислении в составе ИРМ (1540 Мвар), в том числе 19 шт УШР 6÷35 кВ суммарной мощностью 325 Мвар.

В 2009 году были реализованы первые системы стабилизации напряжения с применением ИРМ 35 кВ, а с 2011 года налажено производство ИРМ с УШР 6, 10 и 35 кВ нового поколения, обладающих лучшими техническими характеристиками и меньшими массо-габаритными параметрами. При этом потребность в данных ИРМ возникла в слабых и изношенных электрических сетях среднего напряжения региональных электросетевых и нефтедобывающих компаний, и она была технически и экономически обоснованной.

Рис.2 Пример эффективности работы ИРМ 35/10/10 в сети 35 кВ

География поставок УШР по состоянию на 1 августа 2014 года:

* – в том числе в составе ИРМ.

Основными Заказчиками УШР и ИРМ являются следующие энергетические системы и организации:  ОАО «ФСК ЕЭС», АО «KEGOC»,  АО «Lietuvos Energija», ОАО «МЭС Сибири», ОАО «МЭС Востока», ОАО «Сетевая компания» (Татарстан), ОАО «МРСК Центра и Приволжья», ОАО «МРСК Северо-Запада» «Комиэнерго», ОАО «Тюменьэнерго», ООО «Нарьянмарнефтегаз», ОАО «НК «Роснефть», ЗАО «Ванкорнефть», ОАО «ДРСК», ОАО «Газпромнефть», «ЛУКОЙЛ Оверсиз» и др.

На постоянной основе проводятся работы по совершенствованию оборудования. Так с учетом проведенных исследований, накопленного опыта проектирования и производства, а также исходя из анализа результатов многих заводских и сетевых испытаний, специалистами ООО «ЭСКО» проведена очередная инновационная разработка для FACTS-технологии – ферро-тиристорный компенсатор (ФТК) реактивной мощности, обладающий лучшими по сравнению с ИРМ (на базе УШР и БСК) технико-экономическими показателями.

В состав оборудования ФТК входит трансформатор с регулируемым насыщением фаз, быстродействующий регулятор насыщения фаз трансформатора, широкополосный фильтр высших гармоник и батарея конденсаторов (БСК).

Важное преимущество новых ФТК в том, что БСК подключается не к высоковольтной сети, а к относительно низковольтной обмотке специального трансформатора с регулируемым насыщением фаз. Это позволяет использовать существенно более простую, относительно низковольтную БСК, а также ограничивает броски тока при включении БСК (дополнительное важное увеличение надежности работы ФТК) и служит дополнительным фильтром высших гармоник. Вторичная обмотка специального трансформатора может быть также использована как дополнительный источник напряжения для питания собственных нужд подстанции.

Предлагаемые источники реактивной мощности (ИРМ) эффективно решают назревшую проблему создания надежных, быстродействующих и плавно регулиру-емых систем стабилизации напряжения в электрических сетях всех классов напряжения. Достаточное быстродействие и широкий диапазон регулирования реактивной мощности оптимизируют стационарные режимы работы электрических сетей и синхронных гене-раторов по критериям потерь мощности и устойчивости, а регулировочные возможности указанных ИРМ практически позволяют отказаться от недостаточно надежных устройств РПН трансформаторов и резко облегчить работу коммутационной аппарату-ры.