Статический компенсатор VAR - Static VAR compensator

Статический компенсатор реактивной мощность ( SVC ) представляет собой набор электрических устройств для обеспечения быстродействующей реактивной мощности на высоковольтной передаче электроэнергии сетей. SVC являются частью семейства устройств гибкой системы передачи переменного тока , регулируя напряжение, коэффициент мощности, гармоники и стабилизируя систему. Статический компенсатор VAR не имеет существенных движущихся частей (кроме внутреннего распределительного устройства). До изобретения SVC компенсация коэффициента мощности была прерогативой больших вращающихся машин, таких как синхронные конденсаторы или переключаемые конденсаторные батареи.

SVC - это автоматическое устройство согласования импеданса, предназначенное для приближения коэффициента мощности системы к единице . SVC используются в двух основных ситуациях:

  • Подключается к энергосистеме для регулирования напряжения передачи («Transmission SVC»).
  • Подключается рядом с крупными промышленными нагрузками для улучшения качества электроэнергии («Промышленный SVC»).

В системах передачи данных SVC используется для регулирования напряжения сети. Если реактивная нагрузка энергосистемы является емкостной (опережающей), SVC будет использовать реакторы с тиристорным управлением, чтобы потреблять VAR из системы, снижая напряжение системы. В индуктивных (запаздывающих) условиях батареи конденсаторов включаются автоматически, обеспечивая тем самым более высокое напряжение в системе. При подключении реактора с тиристорным управлением, который имеет плавную регулировку, вместе с шагом конденсаторной батареи конечный результат - непрерывно регулируемая опережающая или запаздывающая мощность.

В промышленных приложениях SVC обычно устанавливают рядом с высокими и быстро меняющимися нагрузками, такими как дуговые печи , где они могут сглаживать мерцание напряжения .

Описание

Принцип

Обычно SVC содержит одну или несколько батарей фиксированных или переключаемых шунтирующих конденсаторов или реакторов , из которых, по крайней мере, одна батарея переключается с помощью тиристоров. Элементы, которые могут использоваться для создания SVC, обычно включают:

Однолинейная схема типовой конфигурации SVC; здесь используется реактор с тиристорным управлением , конденсатор с тиристорным переключением , фильтр гармоник, конденсатор с механическим переключением и реактор с механическим переключением

Посредством модуляции фазового угла, переключаемой тиристорами, реактор может переключаться в цепь и, таким образом, обеспечивать непрерывно изменяемую подачу (или поглощение) VAR в электрическую сеть. В этой конфигурации грубое регулирование напряжения обеспечивается конденсаторами; реактор с тиристорным управлением должен обеспечивать плавное регулирование. Более плавное управление и большая гибкость могут быть обеспечены переключением конденсаторов с тиристорным управлением.

Реактор с тиристорным управлением (TCR), показан с соединением треугольником
Конденсатор с тиристорным переключением (TSC), показанный с соединением треугольником

Тиристоры имеют электронное управление. Тиристоры, как и все полупроводники, выделяют тепло, а для их охлаждения обычно используется деионизированная вода . Такое прерывание реактивной нагрузки в цепи приводит к появлению нежелательных гармоник нечетного порядка, поэтому для сглаживания формы волны обычно используются блоки мощных фильтров . Поскольку сами фильтры являются емкостными, они также экспортируют MVAR в энергосистему.

Более сложные устройства практичны там, где требуется точное регулирование напряжения. Регулировка напряжения обеспечивается контроллером с обратной связью . Также распространены дистанционное диспетчерское управление и ручная регулировка уставки напряжения.

Связь

Обычно статическая компенсация VAR не выполняется при линейном напряжении; группа трансформаторов понижает напряжение передачи (например, 230 кВ) до гораздо более низкого уровня (например, 9,0 кВ). Это уменьшает размер и количество компонентов, необходимых в SVC, хотя проводники должны быть очень большими, чтобы выдерживать высокие токи, связанные с более низким напряжением. В некоторых статических компенсаторах VAR для промышленных применений, таких как электродуговые печи , где может присутствовать существующая шина среднего напряжения (например, на 33 кВ или 34,5 кВ), статический компенсатор VAR может быть подключен напрямую для экономии затрат. трансформатора.

Другая распространенная точка подключения для SVC - это треугольник третичной обмотки автотрансформаторов с Y-соединением, используемых для подключения одного напряжения передачи к другому напряжению.

Динамический характер SVC заключается в использовании тиристоров, соединенных последовательно и обратно-параллельно, образующих «тиристорные вентили»). Дискообразные полупроводники, обычно диаметром несколько дюймов, обычно располагаются внутри помещения в «вентильном корпусе».

Преимущества

Основным преимуществом SVC перед простыми схемами компенсации с механическим переключением является их почти мгновенная реакция на изменения напряжения в системе. По этой причине они часто работают при близком к нулевой точке, чтобы максимизировать коррекцию реактивной мощности, которую они могут быстро обеспечить при необходимости.

Как правило, они дешевле, обладают большей емкостью, быстрее и надежнее, чем схемы динамической компенсации, такие как синхронные конденсаторы. Однако статические компенсаторы VAR дороже, чем конденсаторы с механической коммутацией, поэтому многие системные операторы используют комбинацию двух технологий (иногда в одной и той же установке), используя статический компенсатор VAR для поддержки быстрых изменений и конденсаторы с механической коммутацией для обеспечения стационарные VAR.

Смотрите также

Подобные устройства включают статический синхронный компенсатор (STATCOM) и унифицированный контроллер потока мощности (UPFC).

Рекомендации