Шунтирующие реакторы
Шунтирующие реакторы используются для компенсации емкостной реактивной мощности, генерируемой протяженными слабонагруженными линиями передач. Включение и выключение шунтирующих реакторов производится выключателями, а подсоединение обычно выполняется к третичной обмотке трансформатора.
Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы относятся к классу устройств, изменение индуктивности в которых осуществляется насыщением магнитной цепи потоками подмагничивания.
Реакторы предназначены для автоматической стабилизации напряжения в узлах нагрузки, компенсации избыточной зарядной мощности и снижения потерь электроэнергии в электрической сети, что позволяет:
- нормализовать уровни напряжений и до 1-2%, ограничить колебания напряжения в электрической сети;
- на 15-20% снизить потери при транспортировке и распределении электроэнергии потребителям;
- в десятки раз уменьшить интенсивность эксплуатации коммутационного оборудования. В основе их создания положены две оригинальные идеи:
- возбуждение и управление потоками подмагничивания путем последовательного, периодически повторяющегося замыкания части витков обмоток реактора полупроводниковыми ключами;
- сильное насыщение магнитной цепи реактора в номинальном режиме, когда рабочая точка магнитного потока не менее половины периода частоты сети находится в области технического насыщения кривой намагничивания.
На основе изложенных принципов, в течение более 10 лет разрабатывался и изготавливался на различных электротехнических фирмах широкий ряд конструкций управляемых реакторов магнитно-вентильного типа, а именно:
- управляемые дугогасящие реакторы типа РУОМ для сетей 6-10 кВ с изолированной нейтралью;
- шунтирующие управляемые реакторы типа РТУ для распределительных сетей 35-220 кВ;
- шунтирующие управляемые реакторы типа РУОДЦ для линий передач СВН и УВН.
Для всех вариантов исполнения реакторов характерно применение плоскошихтованной магнитной системы и цилиндрических обмоток трансформаторного типа. В результате по конструкции и эксплуатационным характеристикам они мало чем отличаются от обычных силовых трансформаторов общего назначения. В то же время в функциональном отношении управляемые подмагничиванием реакторы являются мощными малоинерционными индуктивностями электронного типа с широким диапазоном регулирования, по совокупности технических характеристик не имеющих аналогов в отечественном и мировом электромашиностроении.
Управляемые дугогасящие реакторы РУОМ с 1995 года производятся Раменским электротехническим заводом "Энергия". Реакторы данного типа обеспечивают непрерывную безинерционную автоматическую настройку на режим компенсации емкостных токов замыкания на землю сети с изолированной нейтралью. По эффективности эксплуатации многократно превосходят известные дугогасящие реакторы электромеханического типа, по крайней мере втрое уменьшают количество замыканий на землю и предотвращают их переход в короткие замыкания сети.
Шунтирующие управляемые реакторы для распределительных электрических сетей 35-220 кВ мощностью от 25 до 100 мВ-А производятся ОАО "Запорожтрансформатор" и ОАО "Раменский электротехнический завод "Энергия". Головной образец номинальной мощностью 25000 кВ-А, напряжением 110 кВ и диапазоном изменения мощности от 250 до 30000 кВ-А изготовлен в 1997 г. Ввод реактора в эксплуатацию обеспечивает автоматическую стабилизацию напряжения на шинах подстанции и в прилегающей сети, уменьшает потери от перетоков реактивной мощности между центром питания и подстанцией (до 2,5 МВт), исключает необходимость оперативных переключений, связанных с регулированием напряжения.
Шунтирующий управляемый реактор 180000/500 для линий СВН и УВН производится ОАО "Запорожтрансформатор", ОАО "Раменский электротехнический завод "Энергия", НТЦ ВЭИ в г. Тольятти. Головной образец фазы успешно прошел сетевые испытания еще в 1992 году. Основные функциональные возможности таких реакторов: плавное изменение мощности в 100 кратном диапазоне с эквивалентной постоянной времени 0,1 сек, безинерционное кратковременное (до 1 минуты) увеличение мощности в 1,5-2 раза выше номинальной, возможность пофазного управления. Тщательный анализ технических характеристик и функциональных возможностей по оценке специалистов-энергетиков России, Казахстана, Бразилии, Индии, Китая и других стран, показал, что трехфазная группа управляемых реакторов данного типа представляет собой уникальный электротехнический комплекс стабилизации напряжения и управления режимами энергосистем и протяженных линий электропередач. По ориентировочной оценке РАО "ЕЭС России", из реакторов, устанавливаемых в электрических сетях класса 500 кВ, желательно иметь до 30% управляемых.