Магнитно-вентильные управляемые реакторы трансформаторного типа с пофазным регулированием мощности
DOI:
https://doi.org/10.24160/0013-5380-2021-12-4-14Ключевые слова:
магнитно-вентильные управляемые реакторы трансформаторного типа, пофазное регулирование, электромагнитная часть, индуктивный накопитель, алгоритм управления, моноблочная конструкция, качество электроэнергии, цифровая подстанция, нелинейная несимметричная нагрузкаАннотация
Изложены основы теории, принцип действия, особенности электромагнитных процессов, схемотехнические и конструктивные решения принципиально нового трехфазного магнитно-вентильного реактора, управляемого магнитным полем, сочетающего повышенное быстродействие с высокоточной стабилизацией текущего значения мощности. Обоснована целесообразность моноблочного исполнения конструкции с размещением всех силовых элементов устройства в одном баке трансформаторного типа. Приведен пример исполнения магнитно-вентильного управляемого реактора трансформаторного типа мощностью 25 МВ·А напряжением 35 кВ и дан анализ эффективности его трехлетней эксплуатации в составе цифровой подстанции 220/110/35 кВ «Петровск-Забайкальская». Показано, что источник реактивной мощности на основе нового магнитно-вентильного управляемого реактора, кроме основной функции оптимизации потоков реактивной мощности между центрами питания и узлами нагрузок, позволяет нормализовать качество напряжения трёхфазной сети с нелинейной несимметричной нагрузкой по таким показателям, как компенсация медленных отклонений трехфазного напряжения, симметрирование междуфазных напряжений и устранение несинусоидальности их формы.
Библиографические ссылки
1. СТО 56947007.29.180.03.198-2015. Управляемые шунтирующие реакторы для электрических сетей напряжением 110–500 кВ. Типовые технические требования. ОАО «ФСК ЕЭС», 2015, 45 с.
2. Smolovik S.V., Bryantsev A.M. Development of magnetically controlled shunt reactors in Russia. – Flexible AC Transmission Systems, pp. 401–421, DOI:10.1007/978-3-030-35386-5_28.
3. Электрические сети сверх- и ультравысокого напряжения ЕЭС России. Теоретические и практические основы. Т. 2. Электрические подстанции переменного тока. Средства и интеллектуальные системы управления / Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: НТФ «Энергопрогресс» Корпорации «ЕЭЭК», 2012, 668 с.
4. Бики М.А. и др. Электромагнитные процессы в мощных управляемых реакторах. – Электричество, 1994, № 6, с. 1–10.
5. Брянцев А.М. Подмагничиваемые ферримагнитные устройства с предельным насыщением магнитной цепи. – Электричество, 1986, № 2, с. 24–27.
6. Тихомиров П.М. Расчёт трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1986, 528 с.
7. Пат. RU 2 418 332 C1. Электрический трёхфазный реактор с подмагничиванием / А.М. Брянцев, 2011.
8. Матинян А.М. и др. Быстродействующие управляемые шунтирующие реакторы для ЕНЭС России и за рубежом. – Энергия единой сети, 2017, № 3(32), с. 38–44.
9. Makarevich L., et al. Controlled shunt reactor 500 kV 180 MVA with new design. Filed experience at NELUM substation. – A2-206 – 2014, SIGRE, 2014.
10. Долгополов А.Г. и др. Международный проект установки шунтирующего реактора на Игналинской АЭС. – Электрические станции, 2009, № 3, с. 13–21.
11. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д.Л. Файбисовича. М.: ЭНАС, 2012, 376 с.
12. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Трёхфазно-однофазные системы электроснабжения с преобразователями Штейнмеца. – Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2018, т. 59, № 3, с. 98–107.
13. Брянцев А.М., Брянцев М.А., Макарова М.А. Модифицированная серия управляемых шунтирующих реакторов и источников реактивной мощности. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2018, № 4 (49), c. 94–100.
14. Закарюкин В.П., Крюков А.В., Иванова Е.С. Анализ схем симметрирования на тяговых подстанциях железных дорог переменного тока. – Системы. Методы. Технологии, 2013, № 4(20), с. 68–73.
15. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 16 с.
16. Коверникова Л., Тульский В., Шамонов Р. Качество электроэнергии в ЕЭС России. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2016, № 2(35), с. 41–51.
17. Коверникова Л.И. Активные мощности гармоник в узлах присоединения нелинейных нагрузок к сети высокого напряжения. – Электричество, 2017, № 3, с. 12–20.
18. Экономика и управление в современной электроэнергетике России / Под ред. Е.В. Аметистова. М.: НП «КОНЦ ЕЭС», 2019, 726 c.
#
1. SТО 56947007.29.180.03.198-2015. Upravlyaemye shuntiruyu-shchie reaktory dlya elektricheskih setey napryazheniem 110–500 kV. Tipovye tekhnicheskie trebovaniya (Controlled Shunt Reactors for Electric Networks with a Voltage of 110-500 kV. Typical Technical Requirements). ОАО «FSK EES», 2015, 45 p.
2. Smolovik S.V., Bryantsev A.M. Development of magnetically controlled shunt reactors in Russia. – Flexible AC Transmission Systems, pp. 401–421, DOI:10.1007/978-3-030-35386-5_28.
3. Elektricheskie seti sverh- i ul'travysokogo napryazheniya EES Rossii. Teoreticheskie i prakticheskie osnovy. T. 2. Elektricheskie podstantsii peremennogo toka. Sredstva i intellektual'nye sistemy upravleniya (Electric Networks of Super- and Ultra-High Voltage of the UES of russia. Theoretical and Practical Foundations. Vol. 2. Electrical Substations of Alternating Current. Tools and Intelligent Control Systems) / Under Ed. А.F. D'yakov. М.: NTF «Energoprogress» Korporatsii «EEEK», 2012, 668 с.
4. Biki М.А., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1994, No. 6, pp. 1–10.
5. Bryantsev А.М. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1986, No. 2, pp. 24–27.
6. Tikhomirov P.М. Raschyot transformatorov (Calculation of Transformers). М.: Energoatomizdat, 1986, 528 p.
7. Pаt. RU 2 418 332 C1. Elektricheskiy tryokhfaznyy reaktor s podmagnichivaniem (Electric Three-Phase Reactor with Magnetization) / А.М. Bryantsev, 2011.
8. Matinyan А.М., et al. Energiya edinoy seti – in Russ. (Unified Grid Energy), 2017, No. 3(32), pp. 38–44.
9. Makarevich L., et al. Controlled shunt reactor 500 kV 180 MVA with new design. Filed experience at NELUM substation. – A2-206 _ 2014, SIGRE, 2014.
10. Dolgopolov A.G., et al. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Electrical Power Plants), 2009, No. 3, pp. 13–21.
11. Spravochnik po proektirovaniyu elektricheskih setey (Handbook on the Design of Electrical Networks) / Under Ed. D.L. Faybisovich. М.: ENAS, 2012, 376 p.
12. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie – in Russ. (Modern Technologies. System Analysis. Modeling), 2018, vol. 59, No. 3, pp. 98–107.
13. Bryantsev A.M., Bryantsev M.A., Makarova M.A. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and distribution), 2018, No. 4 (49), pp.94–100.
14. Zakaryukin V. P., Kryukov A.V., Ivanova E.S. Sistemy. Metody. Tekhnologii – in Russ. (Systems. Methods. Technologies), 2013, No. 4(20), pp. 68–73.
15. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Electric Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Power Quality Limits in the Public Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2014, 16 p.
16. Kovernikova L., Tul'skiy V., Shamonov R. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and distribution), 2016, No. 2(35), pp. 41–51.
17. Kovernikova L.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 3, pp. 12–20.
18. Ekonomika i upravlenie v sovremennoy elektroenergetike Rossii (Economics and Management in the modern electric power industry of Russia) / Under Ed. Е.V. Ametistov. М.: NP «KONTS EES», 2019, 726 p.
2. Smolovik S.V., Bryantsev A.M. Development of magnetically controlled shunt reactors in Russia. – Flexible AC Transmission Systems, pp. 401–421, DOI:10.1007/978-3-030-35386-5_28.
3. Электрические сети сверх- и ультравысокого напряжения ЕЭС России. Теоретические и практические основы. Т. 2. Электрические подстанции переменного тока. Средства и интеллектуальные системы управления / Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: НТФ «Энергопрогресс» Корпорации «ЕЭЭК», 2012, 668 с.
4. Бики М.А. и др. Электромагнитные процессы в мощных управляемых реакторах. – Электричество, 1994, № 6, с. 1–10.
5. Брянцев А.М. Подмагничиваемые ферримагнитные устройства с предельным насыщением магнитной цепи. – Электричество, 1986, № 2, с. 24–27.
6. Тихомиров П.М. Расчёт трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1986, 528 с.
7. Пат. RU 2 418 332 C1. Электрический трёхфазный реактор с подмагничиванием / А.М. Брянцев, 2011.
8. Матинян А.М. и др. Быстродействующие управляемые шунтирующие реакторы для ЕНЭС России и за рубежом. – Энергия единой сети, 2017, № 3(32), с. 38–44.
9. Makarevich L., et al. Controlled shunt reactor 500 kV 180 MVA with new design. Filed experience at NELUM substation. – A2-206 – 2014, SIGRE, 2014.
10. Долгополов А.Г. и др. Международный проект установки шунтирующего реактора на Игналинской АЭС. – Электрические станции, 2009, № 3, с. 13–21.
11. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д.Л. Файбисовича. М.: ЭНАС, 2012, 376 с.
12. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Трёхфазно-однофазные системы электроснабжения с преобразователями Штейнмеца. – Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2018, т. 59, № 3, с. 98–107.
13. Брянцев А.М., Брянцев М.А., Макарова М.А. Модифицированная серия управляемых шунтирующих реакторов и источников реактивной мощности. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2018, № 4 (49), c. 94–100.
14. Закарюкин В.П., Крюков А.В., Иванова Е.С. Анализ схем симметрирования на тяговых подстанциях железных дорог переменного тока. – Системы. Методы. Технологии, 2013, № 4(20), с. 68–73.
15. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 16 с.
16. Коверникова Л., Тульский В., Шамонов Р. Качество электроэнергии в ЕЭС России. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2016, № 2(35), с. 41–51.
17. Коверникова Л.И. Активные мощности гармоник в узлах присоединения нелинейных нагрузок к сети высокого напряжения. – Электричество, 2017, № 3, с. 12–20.
18. Экономика и управление в современной электроэнергетике России / Под ред. Е.В. Аметистова. М.: НП «КОНЦ ЕЭС», 2019, 726 c.
#
1. SТО 56947007.29.180.03.198-2015. Upravlyaemye shuntiruyu-shchie reaktory dlya elektricheskih setey napryazheniem 110–500 kV. Tipovye tekhnicheskie trebovaniya (Controlled Shunt Reactors for Electric Networks with a Voltage of 110-500 kV. Typical Technical Requirements). ОАО «FSK EES», 2015, 45 p.
2. Smolovik S.V., Bryantsev A.M. Development of magnetically controlled shunt reactors in Russia. – Flexible AC Transmission Systems, pp. 401–421, DOI:10.1007/978-3-030-35386-5_28.
3. Elektricheskie seti sverh- i ul'travysokogo napryazheniya EES Rossii. Teoreticheskie i prakticheskie osnovy. T. 2. Elektricheskie podstantsii peremennogo toka. Sredstva i intellektual'nye sistemy upravleniya (Electric Networks of Super- and Ultra-High Voltage of the UES of russia. Theoretical and Practical Foundations. Vol. 2. Electrical Substations of Alternating Current. Tools and Intelligent Control Systems) / Under Ed. А.F. D'yakov. М.: NTF «Energoprogress» Korporatsii «EEEK», 2012, 668 с.
4. Biki М.А., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1994, No. 6, pp. 1–10.
5. Bryantsev А.М. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1986, No. 2, pp. 24–27.
6. Tikhomirov P.М. Raschyot transformatorov (Calculation of Transformers). М.: Energoatomizdat, 1986, 528 p.
7. Pаt. RU 2 418 332 C1. Elektricheskiy tryokhfaznyy reaktor s podmagnichivaniem (Electric Three-Phase Reactor with Magnetization) / А.М. Bryantsev, 2011.
8. Matinyan А.М., et al. Energiya edinoy seti – in Russ. (Unified Grid Energy), 2017, No. 3(32), pp. 38–44.
9. Makarevich L., et al. Controlled shunt reactor 500 kV 180 MVA with new design. Filed experience at NELUM substation. – A2-206 _ 2014, SIGRE, 2014.
10. Dolgopolov A.G., et al. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Electrical Power Plants), 2009, No. 3, pp. 13–21.
11. Spravochnik po proektirovaniyu elektricheskih setey (Handbook on the Design of Electrical Networks) / Under Ed. D.L. Faybisovich. М.: ENAS, 2012, 376 p.
12. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie – in Russ. (Modern Technologies. System Analysis. Modeling), 2018, vol. 59, No. 3, pp. 98–107.
13. Bryantsev A.M., Bryantsev M.A., Makarova M.A. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and distribution), 2018, No. 4 (49), pp.94–100.
14. Zakaryukin V. P., Kryukov A.V., Ivanova E.S. Sistemy. Metody. Tekhnologii – in Russ. (Systems. Methods. Technologies), 2013, No. 4(20), pp. 68–73.
15. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Electric Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Power Quality Limits in the Public Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2014, 16 p.
16. Kovernikova L., Tul'skiy V., Shamonov R. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and distribution), 2016, No. 2(35), pp. 41–51.
17. Kovernikova L.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 3, pp. 12–20.
18. Ekonomika i upravlenie v sovremennoy elektroenergetike Rossii (Economics and Management in the modern electric power industry of Russia) / Under Ed. Е.V. Ametistov. М.: NP «KONTS EES», 2019, 726 p.
