Асинхронизированный компенсатор реактивной мощности типа АСК‑100‑4 мощностью 100 МВА

Page 1
background image

Page 2
background image

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

»


Page 3
background image

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

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


Page 4
background image

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

».

////////////////////////////////////////


Читать онлайн

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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»