Управляемые шунтирующие реакторы (УШР)

Управляемый шунтирующий реактор - новый тип устройства FACTS (управляемое оборудование для электрических сетей переменного тока) представляет собой статическое устройство шунтирующего типа с плавно регулируемым индуктивным сопротивлением. Управляемые шунтирующие реакторы производства ОАО «ЗТР» предназначен для автоматического управления потоками реактивной мощности и стабилизации уровней напряжения, что позволяет:

• устранить суточные и сезонные колебания напряжения в электрической сети;
• повысить качество электрической энергии;
• 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.

Задачи, решаемые за счет использования УШР

• Повышение пропускной способности межсистемных связей;
• 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;
• Улучшение качества электроэнергии;
• Обеспечение требуемой загрузки генераторов электростанций по реактивной мощности;
• Снижение числа коммутаций выключателей;
• Снижение числа переключений устройств РПН трансформаторов и автотрансформаторов;
• Срок окупаемости от 2 недель до 5 лет;
• Стоимость до 2,5 раз ниже альтернативных проектов.

Принцип действия

Управляемый шунтирующий реактор – это переменное индуктивное сопротивление, плавно регулируемое подмагничиванием ферромагнитных элементов магнитной цепи.

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

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

Насыщение стержней приводит к возникновению и возрастанию тока в сетевой обмотке за счет нелинейных свойств магнитопровода.

Изменение величины тока подмагничивания приводит к изменению тока сетевой обмотки, за счет чего обеспечивается плавное изменение уровней напряжения в точке подключения УШР и величина потребляемой реактором реактивной мощности.

Основные характеристики УШР

• Диапазон регулирования реактивной мощности – 100%.
• Мощность управления – 1-3% номинальной мощности УШР.
• Гарантированная скорость набора полной мощности - 0,15-3 с.
• Время набора полной мощности с предварительным подмагничиванием – не более 0,02 с.
• Удельная полная масса  1,5 – 3 кг/кВАр.
• Удельные потери:
• холостого хода  0,5 – 1,0 Вт/кВАр;
• номинальные     4 – 8 Вт/кВАр
• Допустимая перегрузка по мощности – 130 % (не более 30 мин.)
• Допустимая перегрузка по току – 120 % (не более 30 мин.)
• Полностью автоматический режим эксплуатации.
• Уровень надежности, условия эксплуатации и текущего обслуживания.
• соответствуют обычным шунтирующим реакторам.

Преимущества УШР перед аналогичными устройствами

• Регулировочный диапазон составляет 100% номинальной мощности УШР.
• Плавное регулирование с неограниченным ресурсом возможных изменений.
• Отсутствие устройств РПН.
• Возможность нормированной перегрузки УШР до 130% и кратковременной перегрузки до 200%
• Регулирование напряжения и реактивной мощности непосредственно в точке подключения.
• Использование маломощных вентильных устройств с меньшими потерями и отсутствием необходимости в водяном охлаждении.
• Традиционные требования к квалификации обслуживающего персонала на подстанции.
• Более низкий уровень потерь: в 1,5 – 3 раза.
• Наружная установка.
• Существенно более низкая стоимость.