Super-SVC стабилизатор мощности (Активный фильтр гармоник)

Применение управляемых инверторов напряжения-SUPER-SVC  обеспечивает как пофазную компенсацию реактивной мощности нагрузки, так и балансирование активной мощности путем перекачки активной мощности между фазами сети. При этом каналы регулирования активной и реактивной мощности  работают независимо друг от друга.

 Согласно известным уравнениям Штейнметца -любую несимметричную по фазам активную нагрузку можно сбалансировать путем выдачи/потребления соответствующей реактивной мощности в каждую фазу сети.

При подключении трех фаз напряжения к SUPER-SVC  и питающей линии:

-        сверхбыстро и плавно стабилизирует в прямом и обратном направлении изменяющиеся однофазные активно-реактивные нагрузки, сдвинутые по времени, а так же напряжения

-        ликвидирует колебания

-        симметрирует и поднимает уровень фазных напряжений до заданной уставки.

 канал по активной мощности обеспечивает равенство активных токов в каждой фазе питающей линии, а канал по реактивной мощности — компенсацию реактивной мощности нагрузки в каждой фазе.

Переменное индуктивное сопротивление, плавно регулируемое подмагничиванием ферромагнитных элементов магнитной цепи.

Магнитная система одной фазы SVC содержит два стержня. На каждом стержне размещены обмотки управления и сетевые обмотки.

При подключении к обмоткам управления регулируемого источника постоянного тока происходит нарастание потока подмагничивания, который в соседних стержнях направлен в разные стороны и вызывает насыщение стержней  в соответствующие полупериоды напряжения.

Насыщение стержней приводит к возрастанию тока в сетевой обмотке за счет уменьшения индуктивного сопротивления реактора. За счет этого обеспечивается плавное изменение уровней напряжения в точке подключения  SVC и величина потребляемой реактором реактивной мощности,  эффект достигается введением в цепь нагрузки реактора задержки (шунтирующего) который представляет собой индуктивность на сердечнике с высокой магнитной проницаемостью и квадратной петлей гистерезиса.

 При рабочих токах нагрузки реактор находится в насыщении, т.е. влияние на ток отсутствует, при уменьшении тока реактор «восстанавливается», внося в цепь большую индуктивность, что замедляет скорость изменения тока и, в частности, задерживает повторное приложение обратного напряжения, помогая запиранию тиристора.

В результате, ток, потребляемый из питающей сети, становится активным и одинаковым по всем трем фазам.

Сам  при этом потребляет небольшую активную мощность, равную мощности потерь в инверторе.

Задачи, решаемые за счет использования управляемых инверторов(стабилизаторов) напряжения-SUPER-SVC (ФКУ)

• Повышение качества электоэнергии и стабилизация напряжения 
• Автоматическая стабилизация уровней напряжения;
• Обеспечение допустимых уровней напряжения при выполнении программ переключений;
• Оптимизация режимов работы электрических сетей и снижение потерь электроэнергии;
• Поддержание запасов по напряжению в режимах с большими перетоками активной мощности;
• Экономия электроэнергии;
• Обеспечение требуемой загрузки генераторов электростанций по реактивной мощности;
• Снижение числа коммутаций выключателей;
• Снижение числа переключений устройств РПН трансформаторов и автотрансформаторов;
• Повышение пропускной способности межсистемных связей;
• Срок окупаемости от 2 до 5 лет;
• Стоимость до 2,5 раз ниже аналогичных систем компенсации.

 Снижение колебаний напряжения за счет снижения колебаний реактивной нагрузки осуществляется с помощью КУ.

Эффективность этого способа зависит от скорости, с которой эти КУ могут изменять свою мощность.
При недостаточном быстродействии они могут привести даже к ухудшению положения.
На рис. 8.13 приведены графики изменения реактивной мощности ЭП, КУ с плавным регулированием мощности и графики суммарной нагрузки, показывающие, что размах колебаний последней при использовании КУ с недостаточным быстродействием возрастает.

Рис. 8.13. Графики реактивной мощности: 1 – электроприемника; 2 – КУ с плавным регулированием ; 3 – суммарной нагрузки

 При использовании КУ со ступенчатым регулированием возникает вопрос о целесообразном числе ступеней устройства. На рис. 8.14 показано, что при недостаточном их числе размах колебаний напряжения может снизиться несущественно, а частота колебаний резко возрастет.

Снижение не симметрии напряжений может быть достигнуто снижением сопротивления сети токам обратной и нулевой последовательностей и снижением значений самих токов.
ис. 8.14. Графики реактивной мощности: 1 – электроприемника; 2 – КУ со ступенчатым регулированием; 3 – суммарной нагрузки

Ввиду того что сопротивление основных элементов сети (линии, трансформаторы) токам обратной последовательности равно сопротивлению токам прямой последовательности, снизить сопротивление участков, общих для токов симметричной и несимметричной нагрузки, можно практически только выделением нагрузок на отдельные трансформаторы.

Сопротивление токам нулевой последовательности может быть снижено за счет применения трансформаторов 6–10/0,4 со схемой соединения обмоток «треугольник–звезда с нулем» или «звезда–зигзаг» взамен применяющейся в большинстве случаев схемы «звезда– звезда с нулем». Для действующих трансформаторов сопротивление нулевой последовательности можно уменьшить, установив шунтовое симметрирующее устройство.

Снижение систематической несимметрии в сетях низкого напряжения осуществляют перераспределением нагрузок между фазами, а вероятностной несимметрии – с помощью устройств автоматического перераспределения нагрузок с тиристорным переключением SUPER SVC 

КОМПЕНСИ́РУЮЩИЕ УСТРО́ЙСТВА в электроэнергетике это устройства, для возмещения (компенсации) реактивной мощности; применяются в электроэнергетич. системах с целью нормализации напряжений в узлах сети и снижения потерь электроэнергии.

Реактивная мощность (РМ), определяемая периодич. обменом энергией между электрическими и магнитными полями элементов электрич. цепи, способных накапливать и отдавать энергию, вызывает дополнит. нагрев проводников и оказывает значит. влияние на напряжение в узлах электрич. сети. В трёхфазной сети переменного тока элементы с магнитными полями (напр., асинхронные двигатели, трансформаторы) потребляют РМ; элементы с электрич. полями (напр., конденсаторные батареи) её генерируют. Осн. источником РМ в электрич. сети являются генераторы электростанций. Возд. линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения (330 кВ и выше) при малой нагрузке энергосистемы генерируют, а при большой – потребляют РМ. В зависимости от нагрузки в сети может возникнуть как избыток РМ, так и её дефицит. Это явление, как правило, носит локальный характер и возникает в к.-л. из узлов сети.

Избыток РМ приводит к повышению напряжения в узле и может представлять опасность для оборудования подстанций; он поглощается К. у., установленными в узле, в результате чего напряжение нормализуется. Дефицит РМ вызывает снижение напряжения, что приводит к ухудшению работы оборудования потребителей электроэнергии (снижение освещённости, остановка электродвигателей, нарушение работы компьютеров и др.); устраняется К. у., генерирующими РМ.

Разработаны новые типы К. у., основанные на применении силовых полупроводниковых приборов и статич. тиристорных компенсаторов, осуществляющих управление потоками РМ. Их осн. преимущества: отсутствие подвижных частей, возможность как генерировать, так и потреблять РМ, высокое быстродействие, что имеет большое значение при аварийных ситуациях в электрич. сети.

Вернуться