Статический тиристорный компенсатор реактивной мощности, Усть-Каменогорск

Это продукция, обеспечивающая повышение эффективности работы и энергосбережения систем передачи и распределения электрической энергии.

СТК разрабатываются в двух базовых модификациях: для промышленных установок типа дуговых сталеплавильных печей (ДСП) и тиристорных приводов прокатных станов и для высоковольтных линий электропередачи. Также есть специальное исполнение СТК для применения на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог.

Эффективность статических компенсаторов, в зависимости от объекта установки, определяется реализацией ими следующих функций:

Для промышленных установок и тяговых подстанций железных дорог

• Снижение колебаний напряжения
• Повышение коэффициента мощности
• Балансирование нагрузки
• Снижение токов высших гармоник

Для дуговых сталеплавильных печей

• Существенное уменьшение колебаний напряжения (фликера) в питающей сети
• Возможность подключения мощных печей к энергосистемам с низкой мощностью КЗ
• Повышение среднего коэффициента мощности
• Снижение токов высших гармоник, текущих в энергосистему
• Симметрирование токов, потребляемых из сети
• Стабилизация напряжения на шинах нагрузки
• Повышение производительности печи
• Снижение расхода электродов и футеровки

Для линий электропередачи

• Повышение статической и динамической устойчивости передачи
• Снижение отклонений напряжения при больших возмущениях в системе
• Стабилизация напряжения
• Ограничение внутренних перенапряжений
• Увеличение передаточной способности электропередачи из-за улучшения устойчивости при большой передаваемой мощности
• Фильтрация токов высших гармоник

Помимо обеспечения требований ГОСТ 13109-97 по главным показателям качества электроэнергии такие компенсаторы осуществляют разгрузку сетевых трансформаторов и питающих линий электропередачи от реактивной мощности и, тем самым, снижают в них величину действующего тока и активных потерь, что позволяет увеличить передаваемую активную мощность без установки нового оборудования. Срок окупаемости конденсаторных установок компенсации реактивной мощности от 1 до 3 лет.

Таким образом, по аналогии с охраной окружающей среды, они являются своего рода "очистными системами" для энергетической среды, восстанавливая качество электроэнергии, испорченное потребителями, и снижая активные потери на ее передачу.

Схема и принцип действия

Основная схемная конфигурация конденсаторных установок компенсации включает в себя набор фильтров высших гармоник - фильтр-компенсирующих цепей (ФКЦ), всегда подключенных к сети или коммутируемых выключателями, и включенные параллельно им в треугольник три фазы управляемых тиристорами реакторов - тиристорно-реакторная группа (ТРГ). Угол зажигания тиристоров ТРГ может моментально изменяться таким образом, чтобы ток в реакторе отслеживал ток нагрузки или реактивную мощность в энергосистеме.
Система управления и защиты компенсаторов обеспечивает быструю компенсацию реактивной мощности нагрузки и поддержание регулируемого параметра в соответствии с заданной установкой, выполняет защиту оборудования СТК, контроль и сигнализацию отказов и может быть модифицирована под конкретные требования Заказчика. Время реакции системы регулирования тиристорного компенсатора на изменение регулируемого параметра составляет 5 мс для нагрузок типа ДСП и 25-100 мс для общепромышленных нагрузок и сетевых подстанций.

Устройство компенсации реактивной мощности имеет уровень автоматизации, обеспечивающий его работу без постоянного присутствия персонала. Управление устройств компенсации реактивной мощности осуществляется от пульта дистанционного управления (ПДУ СТК) или от АСУ ТП через внешний интерфейс.

Номинальная мощность и схема компенсаторов выбирается для определенного объекта в зависимости от параметров системы электроснабжения, вида и мощности компенсируемой нагрузки и требований по качеству электроэнергии и выполняемым функциям. Для каждого отдельного случая производится расчет требуемой мощности ТРГ и ФКЦ и определяется их состав.
При пользовании данными компенсаторами на линиях электропередачи высокого напряжения его эффективность тем больше, чем выше точка его подключения. Устройство СТК обычно выполняется на класс напряжения от 10 до 35 кВ и подключается либо через специальный понижающий трансформатор к шинам подстанции, либо к третичной обмотке подстанционного автотрансформатора.

Наибольший эффект наступает при подключении этой продукции непосредственно к линии электропередачи или шинам ВН подстанции - при этом он может реализовывать ряд системных функций, связанных с режимами работы линии электропередачи. В этом случае целесообразным будет использование т.н. управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа (УШРТ), объединяющего в себе и понижающий трансформатор, и ТРГ. Обмотка высокого напряжения УШРТ (сетевая - СО) выполняется на требуемый класс напряжения, а вторичная обмотка управления (ОУ) имеет 100% магнитную связь с СО и выполняется на класс напряжения, оптимальный для загрузки тиристорного вентиля (ВТВ), включенного параллельно ОУ.

Силовое оборудование СТК

СТК п/с «Абинск»

Конденсаторные батареи

используются конденсаторы мощностью 700 - 1000 кВар напряжением до 14 кВ, наружной установки, с встроенными секционными плавкими предохранителями и разрядными резисторами.

поставляются комплектно в виде блоков конденсаторов с необходимым набором изоляторов и ошиновки и трансформатором тока небалансной защиты.

СТК п/с ООО «УГМК-Сталь»

Комплект поставки статических тиристорных компенсаторов

• Высоковольтный встречно-параллельный тиристорный вентиль
• Система водяного охлаждения
• Компенсирующие реакторы
• Конденсаторные батареи и реакторы фильтров
• Система автоматического управления и защиты СТК

Возможна поставка фильтр-компенсирующих устройств (ФКУ) в виде набора коммутируемых выключателями ФКЦ. В объем поставки ФКУ входят:

• Конденсаторные батареи и реакторы ФКЦ
• Шкаф автоматического управления и защиты

Компановка оборудования

Тиристорный вентиль, система охлаждения и система автоматического управления СТК размещаются в закрытом отапливаемом помещении. Компенсирующие реакторы и фильтр-компенсирующие цепи находятся вне здания на открытой площадке.