Лекция. Современные средства активно-адаптивной сети и аппаратуры релейной защиты и автоматики

Содержание лекции: основные элементы активно-адаптивной сети. Интеллектуальные электрические сети, принципы работы СТК, статком, накопители электроэнергии для электроэнергетической системы. Асинхронизированные турбогенераторы.

Цель лекции: ознакомить с современными устройствами регулирования реактивной мощности.

Анализ основных элементов активно-адаптивной сети.

Элементы ААС являются определяющими в реализации технологии ААС на практике. Элементы ААС можно условно разделить на следующие группы:

1) Устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности и напряжения, подключаемые к сетям параллельно, – поперечные компенсаторы.

2) Устройства регулирования параметров сети (сопротивление сети), подключаемые в сети последовательно, – продольные компенсаторы.

3) Устройства, сочетающие функции первых двух групп, – устройства продольно-поперечного включения или комбинированные компенсаторы.

4) Устройства ограничения токов КЗ.

5) Накопители электрической энергии.

6) Преобразователи рода тока.

Технология использования ААС открывает новые возможности по управлению мощностью и повышению пропускной способности как существующих, так и новых или усовершенствованных линий передач. Это обусловлено возможностями регуляторов гибких линий по управлению взаимосвязанными параметрами, влияющими на работу систем – последовательное и параллельное сопротивления, токи, напряжения, углы сдвига фаз.

Принцип действия и устройство статических поперечных
компенсаторов

Поперечная компенсация используется для увеличения пропускной способности и управления напряжением линий передачи.

К статическим синхронным компенсаторам относятся статические компенсаторы реактивной мощности (SVC) и статические синхронные компенсаторы (STATCOM).

Статический компенсатор реактивной мощности (СКРМ, Static Var Compensator – SVC):параллельно включенный статический генератор или поглотитель реактивной мощности, предназначенный для управления определенными параметрами энергосистемы (как правило, напряжением на шине) посредством изменения значений емкостного или индуктивного тока на его выходе.

SVC является обобщающим термином для таких устройств, как:

1) TCR (Thyristor-Controlled Reactor – реактор с тиристорным управлением);

2) SR (Thyristor-Switched Reactor – реактор с тиристорным переключением);

3) TSC (Thyristor-Switched Capacitor – конденсатор с тиристорным управлением).

Размещение шунтирующего элемента в средней точке линии позволяет регулировать напряжение в этой точке, обеспечивая его равенство с напряжениями на концах линий, что в свою очередь приводит к повышению уровня передаваемой мощности.

Подключение поперечного компенсатора к концу линии параллельно нагрузке позволяет регулировать напряжение на этом конце с целью предотвращения нестабильности напряжения, вызванной колебаниями нагрузки или отключениями линий.

С помощью поперечной компенсации можно повысить пределы динамической устойчивости и улучшить демпфирование колебаний мощности путем управления потокораспределением мощности во время или после действия динамических возмущений.

Реактор с тиристорным управлением (TCR): параллельно включенная индуктивность с тиристорным управлением, эффективное реактивное сопротивление которой плавно изменяется с помощью управления частичной проводимостью тиристорного вентиля.

Простейший однофазный TCR показан на рисуноке 15.1. Ток реактора может быть изменен от максимального значения до нуля методом управления углом регулирования. То есть продолжительность интервала проводимости регулируется задержкой закрытия тиристорного вентиля в зависимости от максимального значения напряжения в каждом полупериоде (см.рисунок 13.1). При амплитуда максимальна, а при – равна нулю, и во время этого полупериода ток не протекает. Подобный эффект может быть достигнут непосредственным изменением значения индуктивности.

Рисунок 13.1 – Реактор с тиристорным управлением

Реактор с тиристорным переключением (TSR) состоит из тех же элементов, но используется только при фиксированных значениях углов 90° и 180° т.е. обеспечивает либо полную проводимость, либо ее отсутствие.

TSR: параллельно включенная индуктивность с тиристорным управлением, эффективное реактивное сопротивление которой изменяется ступенчато с помощью полного открытия или полного закрытия тиристорного вентиля.

Максимальное значение передаваемой мощности может быть увеличено в два раза путем включения TSR или TCR в среднюю точку линии и обеспечения равенства напряжений на ее концах, как показано на рисунке 13.2.

Рисунок 13.2 – Линия с SVC в средней точке

Передаваемая мощность равна

(13.1)

Так как передаваемая мощность без SVC равна , то максимальная передаваемая мощность увеличивается в два раза.