52
Ïðîåêòû ïîäñòàíöèé
ÏÐÎÁËÅÌÀÒÈÊÀ È ÀÊÒÓÀËÜÍÎÑÒÜ ÂÎÏÐÎÑÀ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Актуальной
проблемой
транспорта
электроэнергии
в
ЕЭС
России
является
нормализация
уровня
напря
-
жения
в
электрических
сетях
,
достигающего
опасных
значений
в
периоды
сезонного
и
суточного
изменения
нагрузок
и
во
время
сильных
возмущений
в
энергоси
-
стеме
.
Устройства
компенсации
реактивной
мощности
являются
важнейшими
компонентами
современных
электрических
сетей
.
Они
позволяют
не
только
стаби
-
лизировать
уровни
напряжения
в
узлах
сети
,
но
и
за
счёт
выбора
оптимального
режима
существенно
сни
-
зить
потери
активной
мощности
.
Синхронные
компенсаторы
(
СК
)
имеют
ряд
пре
-
имуществ
перед
статическими
компенсирующими
устройствами
реактивной
мощности
(
перегрузочная
способность
,
отсутствие
гармоник
,
реактивная
мощ
-
ность
не
зависит
от
напряжения
сети
),
однако
имеют
ограниченную
возможность
по
потреблению
реак
-
тивной
мощности
,
обусловленную
статической
и
динамической
устой
-
чивостью
.
Асинхронизированные
компен
-
саторы
(
АСК
)
способны
работать
в
режимах
номинальной
выдачи
(+100%)
и
номинального
потребле
-
ния
(-100%)
реактивной
мощности
без
ухудшения
пределов
статиче
-
ской
и
динамической
устойчивости
при
высокой
перегрузочной
способ
-
ности
.
На
момент
начала
проекта
в
Рос
-
сии
имелся
положительный
трёх
-
летний
опыт
эксплуатации
на
ТЭЦ
-
22
ОАО
«
Мосэнерго
»
первого
асин
-
хронизированного
турбогенератора
мощностью
110
МВт
,
который
по
-
казал
высокую
надёжность
работы
.
При
этом
40%
времени
генератор
использовался
в
режимах
глубокого
потребления
реактивной
мощности
.
ÀÑÈÍÕÐÎÍÈÇÈÐÎÂÀÍÍÛÉ
ÊÎÌÏÅÍÑÀÒÎÐ ÐÅÀÊÒÈÂÍÎÉ ÌÎÙÍÎÑÒÈ
ÒÈÏÀ ÀÑÊ-100-4 ÌÎÙÍÎÑÒÜÞ 100 ÌÂÀ
Ïåðèîä ðåàëèçàöèè: 2006—2012
ãã
.
ÖÅËÈ È ÇÀÄÀ×È
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Основная
цель
проекта
—
разработка
асинхронизи
-
рованных
компенсаторов
и
замена
морально
и
физи
-
чески
устаревших
синхронных
компенсаторов
на
ПС
500
кВ
«
Бескудниково
»
филиала
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
» —
МЭС
Центра
.
При
этом
,
в
рамках
НИОКР
по
созданию
и
вводу
в
эксплуатацию
компенсаторов
,
решались
следующие
задачи
:
•
разработка
технических
требований
и
технического
задания
на
производство
головного
образца
АСК
со
вспомогательными
системами
;
•
разработка
электрической
схемы
подключения
АСК
;
•
расчёт
режимов
работы
АСК
на
ПС
«
Бескудниково
»
(
рис
. 1);
Рис
. 1.
АСК
на
ПС
500
кВ
«
Бескудниково
»
СПЕЦВЫПУСК
,
декабрь
, 2014, www.EEPiR.ru
53
•
разработка
структуры
и
алгоритмов
систем
управ
-
ления
;
•
создание
компьютерных
моделей
асинхронизиро
-
ванных
турбогенераторов
с
системами
управления
для
наладки
и
испытаний
регуляторов
возбуждения
в
реальном
масштабе
времени
;
•
разработка
и
изготовление
комплекса
АСК
,
вклю
-
чающего
в
себя
АСК
,
систему
возбуждения
(
СВ
)
с
автоматическим
регулятором
возбуждения
(
АРВ
),
тиристорное
пусковое
устройство
(
ТПУ
)
для
осу
-
ществления
плавного
и
безударного
пуска
,
систему
мониторинга
,
контроля
и
управления
(
СМКУ
);
•
разработка
программы
системных
испытаний
и
их
проведение
для
проверки
соответствия
заявленным
техническим
характеристикам
.
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÏÐÎÅÊÒÀ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Конструктивно
асинхронизированный
компенса
-
тор
АСК
-100-4
УХЛ
4
мощностью
100
Мвар
выполнен
по
типу
турбогенератора
с
горизонтальным
располо
-
жением
оси
ротора
и
синхронной
частотой
вращения
1500
об
/
мин
.
Компенсатор
с
полным
воздушным
ох
-
лаждением
(
система
охлаждения
компенсатора
разом
-
кнутая
с
забором
наружного
воздуха
через
воздухо
-
подготовительное
устройство
с
частичным
подмесом
нагретого
воздуха
в
холодное
время
)
имеет
массив
-
ный
неявнополюсный
ротор
с
двумя
сдвинутыми
на
90
электрических
градусов
обмотками
возбуждения
.
При
этом
основная
обмотка
возбуждения
компенсато
-
ра
расположена
по
продольной
оси
d
,
а
вторая
—
по
поперечной
оси
q
ротора
.
Магнитодвижущая
сила
(
МДС
)
поперечной
обмотки
составляет
примерно
6%
МДС
основной
обмотки
.
Система
возбуждения
компенсатора
обеспечивает
питание
обмоток
возбуждения
от
управляемых
ревер
-
сивных
преобразователей
частоты
,
управление
кото
-
рыми
осуществляется
микропроцессор
-
ным
автоматическим
регулятором
возбуж
-
дения
АРВ
-
АСК
.
Основные
параметры
АСК
:
•
номинальная
мощность
— 100
МВА
;
•
реактивная
мощность
— ±100
Мвар
;
•
напряжение
статора
— 20
кВ
;
•
ток
статора
— 2890
А
;
•
ток
обмотки
ротора
по
оси
d — 2200
А
;
•
ток
обмотки
ротора
по
оси
q — 750
А
;
•
частота
вращения
— 1500
об
/
мин
;
•
полные
потери
в
компенсаторе
—
не
более
1600
кВт
.
Регулятор
возбуждения
АСК
реализу
-
ет
так
называемый
асинхронизированный
(
векторный
)
принцип
управления
,
позво
-
ляющий
обеспечивать
независимое
регу
-
лирование
реактивной
мощности
и
элек
-
тромагнитного
момента
компенсатора
.
На
-
личие
двух
обмоток
возбуждения
с
систе
-
мой
возбуждения
в
сочетании
с
векторным
управлением
придаёт
таким
компенсаторам
новые
свойства
и
преимущества
по
сравнению
с
традицион
-
ными
синхронными
компенсаторами
с
одной
обмоткой
возбуждения
и
позволяет
расширить
диапазон
регули
-
рования
реактивной
мощности
от
+100
до
-100
Мвар
(
у
традиционных
СК
аналогичной
мощности
от
+100
до
-40
Мвар
),
обеспечить
более
высокое
быстродей
-
ствие
регулирования
реактивной
мощности
(
напря
-
жения
)
за
счёт
возможности
реверса
токов
в
обмотках
возбуждения
,
повысить
живучесть
за
счёт
возможно
-
сти
работы
в
резервных
режимах
при
отказах
в
систе
-
ме
возбуждения
,
увеличить
уровень
статической
и
ди
-
намической
устойчивости
.
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
На
ПС
500
кВ
«
Бескудниково
»
введены
в
эксплу
-
атацию
два
компенсатора
АСК
-100-4
УХЛ
4 (
подстан
-
ционные
названия
АСК
-1
и
АСК
-2).
В
октябре
2012
г
.
были
проведены
системные
испытания
в
статических
и
динамических
режимах
работы
.
Компенсаторы
подключены
на
разные
системы
шин
и
практически
не
имеют
взаимного
влияния
.
Статические
испытания
показали
,
что
при
из
-
менении
реактивной
мощности
АСК
от
-100
до
+100
Мвар
напряжение
на
шинах
статора
АСК
измени
-
лось
на
18,6% (
от
18,3
до
21,7
кВ
),
напряжение
на
сто
-
роне
220
кВ
изменилось
на
2,2% (
от
238,3
до
243,6
кВ
),
напряжение
на
стороне
500
кВ
изменилось
на
0,33%
(
от
512,8
до
514,5
кВ
).
Динамические
испытания
показали
,
что
пуск
АСК
из
остановленного
состояния
осуществляется
при
-
мерно
за
5
мин
,
максимальная
скорость
регулирова
-
ния
реактивной
мощности
АСК
dQ/dt
составила
около
300
Мвар
/
с
.
По
результатам
мониторинга
режимов
работы
ком
-
пенсаторов
следует
отметить
,
что
наиболее
востребо
-
Рис
. 2.
Гистограмма
распределения
реактивной
мощности
АСК
-1
в
период
с
01.03.2012
по
01.04.2013
Диапазон
Q,
Мвар
>100
от
1
10
до
100
от
100
до
90
от
90
до
80
от
80
до
70
от
70
до
160
от
60
до
50
от
50
до
40
от
40
до
30
от
30
до
20
от
20
до
10
от
10
до
0
от
0
до
-10
от
-10
до
-20
от
-20
до
-30
от
-30
до
-40
от
-40
до
-50
от
-50
до
-60
от
-60
до
-70
от
-70
до
-80
от
-80
до
-90
от
-90
до
-100
от
-100
до
-1
10
< -1
10
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Время
в
рабо
те
,
ч
54
Ïðîåêòû ïîäñòàíöèé
ванный
режим
работы
—
режим
глубокого
потребле
-
ния
реактивной
мощности
.
На
рис
. 2
представлена
ги
-
стограмма
распределения
реактивной
мощности
ком
-
пенсатора
АСК
-1
за
период
мониторинга
(
с
01.03.2012
по
01.04.2013).
Гистограмма
распределения
реактив
-
ной
мощности
компенсатора
АСК
-2
имеет
идентич
-
ный
характер
.
ÏÅÐÑÏÅÊÒÈÂÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Возможной
областью
применения
АСК
являются
электроэнергетические
системы
:
•
со
слабой
связью
;
•
имеющие
плохой
гармонический
состав
в
сети
,
где
применение
статических
устройств
с
силовой
элек
-
троникой
может
усугубить
ситуацию
;
•
имеющие
отслужившие
свой
срок
службы
синхрон
-
ные
компенсаторы
;
•
имеющие
в
составе
нагрузки
большой
процент
дви
-
гательной
нагрузки
,
что
в
аварийных
ситуациях
мо
-
жет
привести
к
эффекту
«
лавины
напряжения
».
Компенсатор
может
быть
выполнен
также
для
ра
-
боты
с
переменной
частотой
вращения
.
В
этом
случае
в
шихтованном
роторе
размещается
симметричная
двух
-
или
трёхфазная
обмотка
возбуждения
.
При
этом
не
только
повышается
качество
управления
,
но
и
по
-
является
возможность
регулировать
активную
мощ
-
ность
статорной
цепи
машины
.
Этот
эффект
дости
-
гается
за
счёт
кинетической
энергии
,
запасённой
во
вращающемся
роторе
компенсатора
.
Для
увеличения
запасаемой
энергии
компенсатор
может
быть
допол
-
нен
маховиком
(
АСКМ
).
Такой
компенсатор
способен
выполнять
в
энергосистеме
особые
функции
:
•
служить
средством
противоаварийного
управления
при
возникновении
дефицита
или
избытка
актив
-
ной
мощности
;
•
использоваться
в
качестве
быстродействующего
ре
-
гулятора
частоты
;
•
использоваться
для
демпфирования
воздействия
на
энергосистему
резкопеременной
активной
нагруз
-
ки
;
•
повышать
пределы
динамической
устойчивости
за
счёт
быстродействующего
регулирования
активной
мощности
.
Благодаря
данным
способностям
АСКМ
имеет
до
-
статочно
большую
область
применения
:
•
в
изолированных
системах
;
•
комплексное
использование
с
собственными
нуж
-
дами
особо
ответственных
потребителей
в
качестве
источника
бесперебойного
питания
на
время
авто
-
матического
ввода
резерва
;
•
на
подстанциях
со
слабой
связью
с
энергосистемой
;
•
на
подстанциях
с
импульсным
характером
нагруз
-
ки
.
Ó×ÀÑÒÍÈÊÈ ÏÐÎÅÊÒÀ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
ОАО
«
Силовые
машины
»,
ОАО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
».
////////////////////////////////////////
Оригинал статьи: Асинхронизированный компенсатор реактивной мощности типа АСК‑100‑4 мощностью 100 МВА
Актуальной проблемой транспорта электроэнергии в ЕЭС России является нормализация уровня напряжения в электрических сетях, достигающего опасных значений в периоды сезонного и суточного изменения нагрузок и во время сильных возмущений в энергосистеме. Устройства компенсации реактивной мощности являются важнейшими компонентами современных электрических сетей. Они позволяют не только стабилизировать уровни напряжения в узлах сети, но и за счет выбора оптимального режима существенно снизить потери активной мощности.
