Статком_статический_компенсатор_реактивной_мощности

Статком_статический_компенсатор_реактивной_мощности

Статком статический компенсатор реактивной мощности

Статические синхронные компенсаторы (СТАТКОМы/Статические генераторы реактивной мощности) — это представители новейшей технологии в области компенсации реактивной мощности. Они подключаются параллельно к электрическим сетям через реакторы и работают в качестве источника реактивного тока. Реактивный ток свободно регулируется для компенсации реактивной мощности.

Основная конфигурация СТАТКОМа – это мостовая 2-фазная или 3-фазная схема выпрямителя, состоящая из полностью контролируемых силовых электронных устройств, таких как IGBT и IGCT. Данный контур подключен к сети параллельно через реакторы. Путем регулирования амплитуды и фазы выходного напряжения или непосредственного контроля тока стороны схемы переменного тока, статический генератор реактивной мощности способен поглощать или генерировать реактивную мощность для обеспечения компенсации динамической реактивной мощности.

Примечание: US –напряжение сети; UI – выходное напряжение статического генератора реактивной мощности; IL – выходной ток статического генератора реактивной мощности.

При использовании для контроля за напряжением, СТАТКОМ обладает подавляющим преимуществом над регулируемым статическим компенсатором реактивной мощности (SVC). Чем ниже напряжение в системе, тем больше динамической реактивной мощности необходимо для поддержания напряжения. Реактивный ток на выходе СТАТКОМа не имеет ничего общего с системой напряжения, поэтому устройство компенсации реактивной мощности можно рассматривать как управляемый источник постоянного тока. Однако чем ниже напряжение в системе, тем слабее мощность реактивного тока, выводимого регулируемыми статическими компенсаторами типа TCR/ MCR.

Диаграмма теории регулирования СТАТКОМа

А. СТАТКОМ подключен параллельно к энергосистеме через реакторы для реализации компенсации емкостной и индуктивной мощности. Он осуществляет компенсацию реактивной мощности и подавление гармоник путем регулирования амплитуды и фазы напряжения переменного тока, или непосредственно регулируя переменный ток в Н-мостовой схеме для поглощения или генерирования реактивного тока.

B. Статический синхронный компенсатор осуществляет обмен электроэнергией с энергосистемой путем регулирования амплитуды и фазы выходного напряжения инвертора цепочного типа.

C. Топология СТАТКОМа показана ниже; фазоинвертор состоит из цепочки узлов.

Выше представленное изображение показывает многоуровневый каскадный инвертор, используемый в системе статических синхронных компенсаторов. Как показано, каждый блок преобразователя на базе Н-моста использует отдельный источник постоянного тока, так что требуемая емкость постоянного тока немного выше, чем ASVC. При этом данные конденсаторы постоянного тока намного меньше и более эффективны по сравнению с громоздкими трансформаторами ASVC.

D. Инвертор на БТИЗ использует оптимизированную фазовую модуляцию.

СТАТКОМ Merus

Статический синхронный компенсаторы Merus (СТАТКОМы) являются частью семейства продуктов гибких систем передачи переменного тока (FACT) Merus и построены на современной технологии силовой электроники IGBT. СТАТКОМы Merus используются для обеспечения компенсации реактивной мощности в режиме реального времени и активной фильтрации высших гармоник в сложных случаях применения. СТАТКОМы Merus минимизируют колебания напряжения и снижают фликер, вызванный тяжелыми промышленными нагрузками, такими как электродуговые печи, шахтные подъемные машины, портовые краны, экскаваторы и т.д.

В ветровой и солнечной энергетике СТАТКОМы Merus обеспечивают соответствия электросетевому кодексу. Транспортно-распределительные сети получают преимущество от применения СТАТКОМов Merus в виде повышения качества передачи и мощности распределения. Merus Power предоставляет решения СTATКOM до уровня 38,5 кВ. Merus Power может предоставить комплексное решение под ключ.

Cкачать брошюру для получения
дополнительной информации

Сертифицированные
Партнеры Merus Power

Функциональность, преимущества для клиентов и области применения

Ключевые функции
  • Динамическая компенсация реактивной мощности
  • Снижение фликера
  • Эффективное снижение колебаний напряжения
  • Активная фильтрация гармоник
  • Балансировка нагрузки
Читайте также:  Пищевая_промышленность_в_центральном_районе
Преимущества для клиентов
  • Повышение производительности за счет уменьшения времени плавления на сталелитейных заводах
  • Увеличение крутящего момента ведёт к повышению полезной нагрузки в случае мощных индуктивных нагрузок
  • Четкое соблюдение критериев электросетевого кодекса на ветровых и солнечных электростанциях
  • Экономичное решение увеличения емкости уже существующей электрической сети
  • Снижение потерь системы
  • Быстрый возврат инвестиций
  • Снижение расходов на обслуживание и более длительный срок службы оборудования
  • Повышение пропускной способности транспортно-распределительной сети

Области применения

Мощные промышленные нагрузки такие, как дуговые печи, сварочное оборудование, прокатные станы и мощные асинхронные двигатели, используемые в горнодобывающей промышленности, в порту и т.д., существенно влияют на стабильность электросети, вызывая фликер, нестабильность напряжения и гармонические искажения. Благодаря сверхбыстрому отклику, менее чем за одну миллисекунду, СТАТКОМ Merus обеспечивает отличную компенсацию реактивной мощности и гармонических искажений, даже для самых быстро меняющихся тяжелых нагрузок. Таким образом, производительность оборудования может быть увеличена, а вредные воздействия на качество электроэнергии, включая фликкер и гармонических искажения, могут быть эффективно устранены.

Ветровые и солнечные электростанции должны соответствовать нормативным требованиям к качеству сети, т.е электросетевому кодексу. Колебания напряжения и гармонические искажения, вызванные свойствами такой генерации, зависящими от различных климатических условий, легко исправляются и корректируются путем подключения СТАТКОМов Merus в сети электростанции.

Передающие и распределительные сети часто сталкиваются с быстрыми изменениями реактивной мощности в результате часто или постоянно меняющихся нагрузок. Это приводит к значительным колебаниям напряжения и может даже вызывать полный коллапс напряжения при определенных тяжелых условиях. СТАТКОМ Merus является отличным масштабируемым решением для стабилизации напряжения сети и быстрой компенсации реактивной мощности при различных условиях нагружения.

Области применения
  • Сталелитейная промышленность (электродуговые печи (ЭДП), прокатные станы и т.д.)
  • Горнодобывающая промышленность (шахтные подъемные машины, экскаваторы, конвейеры)
  • Шредеры и измельчители
  • Сварочные системы
  • Цементные заводы
  • Перевозки
  • Портовые краны
  • Напряжение и контроль реактивной мощности в транспортно-распределительных сетях
Возможности продукта
ОТЛИЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПО СНИЖЕНИЮ ФЛИКЕРА

Благодаря современной технологии высокоскоростной IGBT и стратегии управления сигналами в реальном времени СТАТКОМ Merus обеспечивает превосходные характеристики снижения фликера. Например, при использовании с электродуговой печью фликер может быть снижен до 5,5. В дополнение к компенсации реактивной мощности СТАТКОМ Merus обеспечивает фильтрацию высших гармоник в режиме реального времени для устранения гармонических искажений, вызванных частотно-регулируемыми приводами, а также для балансировки нагрузки в условиях небаланса нагрузки.

ВОЗМОЖНОСТЬ ПЕРЕГРУЗКИ

СТАТКОМ Merus можно перегружать на короткий период времени, скажем, на несколько секунд каждую минуту. Это обеспечивает высокую производительность в областях применения, где требуется экстра-короткий период компенсации реактивной мощности. Перегрузочная способность определяется размером накопления энергии и тепловых пределов полупроводников.

РЕЗЕРВИРОВАНИЕ И МОДУЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

СТАТКОМы Merus — чрезвычайно надежные модульные системы с возможностью резервирования. Они предназначены для работы в качестве автономных единиц, а мощность может быть увеличена путем параллельного подключения в системах. Система СТАТКОМ Merus может быть построена с помощью модулей различной номинальной мощности и напряжения для оптимизации системы под конкретные требования заказчика. Каждый модуль имеет свою собственную систему охлаждения и независимый контроллер, который обменивается данными с главным ЧМИ. В случае внутреннего отказа модуля он отключается, а остальные модули продолжают работать без перерыва. Статические конденсаторные батареи могут быть использованы в том случае, когда индуктивной реактивной мощности требуется меньше, чем реактивной.

Читайте также:  Не_сохраняются_каналы_на_триколор_тв
Современное управление и мониторинг

Система управления и защиты СТАТКОМ Merus оснащена усовершенствованным пользовательским интерфейсом и интуитивно понятной и простой в использовании 19-дюймовой сенсорной панелью. Испытанные алгоритмы управления с возможностью стратегии как в закрытом, так и в открытом контурах, обеспечивают эффективное и быстрое снижение фликера, компенсацию реактивной мощности и контроль коэффициента мощности наряду с активным подавлением гармоник.

Как работает СТАТКОМ Merus

Принцип работы СТАТКОМ Merus можно представить как управляемый источник тока, соединенный параллельно с нагрузкой, которая должна быть компенсирована. Он может производить как емкостную, так и индуктивную мощность благодаря своей способности динамически изменять угол фазы и величину своего выходного тока. СТАТКОМ Merus мгновенно реагирует на изменение реактивной мощности нагрузки, которую он должен компенсировать, и таким образом гарантирует то, что источник реактивной мощности от питающей сети поддерживается на минимальном уровне.

Основными компонентами системы СТАТКОМ Merus являются конденсаторы постоянного тока, высокочастотные полупроводниковые переключатели и контур фильтрации. Конденсаторы постоянного тока являются источником реактивной мощности. Многоуровневый мост IGBT использует энергию, запасенную в цепи постоянного тока, чтобы произвести сигнал тока любого вида на выходе СТАТКОМа с быстрым переключением IGBT. Мозгом системы является Концепция модульного контроллера (MCC), который измеряет ток сети, отделяет реактивные и гармонические составляющие и управляет IGBT в соответствии с назначенными уставками компенсации. СТАТКОМ Merus может быть подключен в конфигурациях как с открытым, так и замкнутым контуром.

Техническая спецификация

Примеры решений STATCOM, выполненных по индивидуальному заказу:
Merus СТАТКОМ – 33KV, 144MVAR

Примеры решений STATCOM, выполненных по индивидуальному заказу:
Merus СТАТКОМ — 6kV, 8MVAr контейнерное решение

Новые технологии компенсации реактивной мощности


Общая тенденция формирования гибких управляемых систем передачи переменного тока FACTS (Flexible AlternativeCurrentTransmissionSystem) существенно изменила современную концепцию устройств для компенсации реактивной мощности.

Статические (или механически переключаемые) релейные (контакторные) установки КРМ, УКРМ и их аналоги, управляемые тиристорами модуля типа TCSC (ThyristorControlledSeriesCapacitor — устройства компенсации реактивной мощности с тиристорным переключением), синхронные компенсаторы (SynchronousCondenser), реакторы с тиристорным управлениемTCR (ThyristorControlledReactor) и конденсаторные батареи с тиристорным переключениемTSC (ThyristorSwitchedCapacitor), в том числе создаваемые на их базе и в комбинации компонентов TCR и TSC системы статической компенсации реактивной мощности SVC (Static VAR Compensator) не лишены недостатков, часто критических и понемногу начинают уступать свое положение самокоммутируемым преобразователям напряжения, способным, как к генерации, так и поглощению реактивной мощности, а также другим устройствам, поддерживающим системы FACTS — статическим синхронным компенсаторам серий STATCOM и SSSC, унифицированным электроэнергетическим регуляторам потока (UPFC) и интерлайн-регуляторам потока (IPFC), сверхпроводящим электромагнитным запоминающим устройствам (SMES) и т.д.

Таблица. Сравнение свойств базовых устройств компенсации реактивной мощности.

Типа TSC (и в комбинации с TCR)

Хорошая (очень хорошая для систем с TCR)

Хорошая (очень хорошая для систем с TCR)

Особенности генерируемой мощности

Отставание / (косвенно) опережение

Опережение / (косвенно) отставание

От 1/2 до 2 циклов

От 1/2 до 2 циклов

Стойкость к гармоникам

Малые, но увеличиваются с ростом частоты

Способность баланса фаз

Прогрессивные устройства компенсации реактивной мощности, поддерживающие системы FACTS. Если абстрагироваться от управляемых фазоповоротных устройств, вставок постоянного тока на базе преобразователей напряжения, объединенных регуляторов потока мощности, асинхронизированных машин иэлектромашинновентильных комплексов, ориентированных преимущественно на электростанции и линии/станции сверхвысокого напряжения, то в сетях высокого, среднего, а часто и низкого напряжения сегодня популяризуются:

  • самокоммутируемые преобразователи напряжения. По сути, самокоммутируемые преобразователи напряжения наиболее наглядно демонстрируют базовую технологию систем FACTS – способность поглощать и генерировать реактивную мощность, что позволяет нивелировать риски, как перенапряжений, так и провалов сетевого напряжения.
Читайте также:  Чем_отделать_пристройку_внутри

Рис. Самокоммутируемые преобразователи напряжения, где V0 — напряжение вторичной обмотки трансформатора, Vg — основная гармоника напряжения на выходе преобразователя.

Управление самокоммутируемыми преобразователями напряжения осуществляется в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ, англ. аналог PWM — PulseWidthModulation), ключом которой является синфазность напряжения сетиV0 и напряжения на выходе преобразователя. Превышение или падение напряжения на выходе преобразователя в сравнении с напряжением вторичной обмотки трансформатора обуславливает изменение напряжения на соответствующем реакторе продольной компенсации, что в итоге определяет работу самокоммутируемого преобразователи или в режиме поглощения реактивной мощности (Vg V0 — емкостной режим);

  • статическиесинхронныекомпенсаторытипа STATCOM (STATicsynchronousCOMpensator).

Статические синхронные компенсаторы типа STATCOM имеют ряд типовых топологий, основанных на твердотельном источник напряжения (инверторе), связанным с энергетической системой через реактор, по факту — это многоуровневые самокоммутирующиеся преобразователи, отличительной чертой которых является перераспределение реактивной энергией между фазами, что определяет базовую способность СТАТКОМа к генерации и поглощению реактивной мощности.

Рис. Типовые топологии статических синхронных компенсаторов типа STATCOM.

В отличие от статических тиристорных компенсаторов систем SVC (Static VAR Compensator) (TCR,TSC в комбинации с TCR) мощность тиристорного преобразователяSTATCOM на 20-30 % больше, мощность реакторов и конденсаторов компенсаторов STATCOM составляет 15-20 % и 10-12 % от мощности всего устройства (в SVCмощность реакторов и конденсаторов — 1005 устройства), STATCOM отличается большим быстродействием, практически мгновенно изменяет реактивную мощность, не инерционный и исключает перегрузки.

  • статический синхронный компенсатор типа SSSC (StaticSynchronousSeriesCompensator).

Статический синхронный компенсатор типа SSSC считают усовершенствованным устройством тиристорно-управляемых установок последовательной (продольной) компенсации TCSC (ThyristorControlledSeriesCompensator), исключающим главный недостаток TCSC — переход к индуктивному режиму работы только после отключения емкостного. Плавная смена режимов в SSSC реализована с помощью управления в режиме широтно-импульсной модуляции PWM, а также применения базовых принципов систем динамического восстановления напряжения DVR (DynamicVoltageRestorer);

  • динамический восстановитель напряжения DVR (DynamicVoltageRestorer).

Системы динамического восстановления напряжения DVR ориентированы на формирование стабильного напряжения нагрузки вне зависимости от изменений напряжения в сети. В случае перенапряжения или провала напряжения на зажимах нагрузки динамический восстановитель напряжения компенсирует изменения фаз по амплитуде и углам сдвига фаз путем генерирования или поглощения реактивной мощности, осуществляемой преобразователем напряжения IGCT, причем напряжение каждой фазы регулируется отдельно с помощью широтно-импульсной модуляции PWM. Ключевые компоненты DVR — распределительное устройство, вольтодобавочный трансформатор, гармонический фильтр, исходный преобразователь напряжения IGCT, система управления и система защиты, накопитель реактивной энергии ( батарея конденсаторов);

  • унифицированный (объединенный) регулятор потока мощности UPFC (UnifiedPowerFlowController).

Унифицированный (объединенный) регулятор потока мощности UPFC может генерировать или поглощать реактивную энергию и тем самым осуществляется непосредственное управление напряжением нагрузки. Как правило, унифицированный регулятор потока мощности UPFC включает поперечный, продольный компенсатор и фазосдвигающее устройство, два независимых инвертора, шунтирующий преобразователь и трансформатор тока, блоки управления широтно-импульсной модуляции PWM. Часто унифицированный (объединенный) регулятор потока мощности UPFC называют комбинацией в одном устройстве статических синхронных компенсаторов STATCOM и SSSC с их достоинствами и минимумом недостатков.

Ссылка на основную публикацию
Стандартный_код_домофона_визит
Как взломать домофон Vizit с помощью специальных кодов? Домофоны Визит являются самыми распространенными электронными переговорными устройствами в России. Они открываются...
Срок_годности_мясокостной_муки
ГОСТ 17536-82 Мука кормовая животного происхождения. Технические условия МУКА КОРМОВАЯ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Feeding flour of animal origin. 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ...
Срок_службы_опоры_лэп_по_госту
Нормативные сроки службы основных средств Группы и виды основных средств Нормативный срок службы, лет Устройства электропередачи Воздушные линии электропередачи напряжением...
Статком_статический_компенсатор_реактивной_мощности
Статком статический компенсатор реактивной мощности Статические синхронные компенсаторы (СТАТКОМы/Статические генераторы реактивной мощности) - это представители новейшей технологии в области компенсации...
Adblock detector