Статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности. СТК. SVC.

Электрические нагрузки как потребляют так и генерируют реактивную мощность. Так как мощность потребляемая из сети изменяется на протяжении суток, соответственно изменяется баланс реактивной мощности в сети. Результатом являются неприемлемые изменения амплитуды напряжения.

Быстрые тиристорные компенсаторы (СТК, SVC) имеют возможность в непрерывном режиме и практически мгновенно в соответствии с запросами сети вводить емкостную или индуктивную составляющую таким образом регулируя напряжение сети и поддерживая необходимый уровень генерации реактивной мощности.

Установка статических тиристорных компенсаторов в необходимых точках сети позволяет увеличить пропускную способность линий электропередачи, снизить потери, улучшить синусоидальность кривой напряжения в различных режимах работы сети. В дополнение к этому статические тиристорные компенсаторы снижают колебания активной мощности вызванные изменениями напряжения.

Статические тиристорные компенсаторы применяются как в распределительных так и в во внутризаводских сетях.

Существует два основных типа статических тиристорных компенсаторов: управляемый тиристорами реактор и управляемые тиристорами конденсаторы.

Управляемый тиристорами реактор – TCR

Управляемые тиристорами конденсаторы – TSC

Схема TCR – наиболее часто используема. Она включает в себя постоянно включенные конденсаторные батареи с реакторами настроенные на 3, 5, 7 гармоники и генерирующие емкостную реактивную мощность (увеличение напряжения) а также управляемую тиристорами индуктивность (реактор) вводимый в работу полностью или частично для снижения емкостной части реактивной мощности.

Постоянно включенные конденсаторы с реакторами образуют фильтры для снижения искажений питающей сети создаваемых тиристорами которые управляют реактором.

Схема TSC – используется реже. В этой схеме реактор (индуктивность) включен постоянно, а регулирование реактивной мощности происходит быстрым включением/отключением ступеней конденсаторов. Конденсаторы обычно полностью включаются тиристором соответственно гармоники тока не генерируются. Момент включения конденсаторов выбирается из условия минимума разницы потенциалов в сети на на выводах конденсатора, момент отключения при переходе тока через 0. Соответственно переходные процессы при коммутации конденсаторов сведены к минимуму.

Статические тиристорные компенсаторы очень эффективное средство для выравнивания колебаний напряжения при быстро изменяющейся нагрузке. Плата за это достаточно высокая цена. Однако, несмотря на это, тиристорные компенсаторы реактивной мощности SVC единственное экономически выгодное решение для удаленных от подстанции предприятий (нагрузок) где сеть достаточно слабая.

Применение статических тиристорных компенсаторов SVC в металлургии

Сталеплавильная печь переменного тока – специфическая нелинейная нагрузка, характеристики которой меняются в ходе производственного процесса в зависимости от рабочей точки плавления, времени работы и типа сырья. При этом в питающую электросеть вносятся сильные возмущения, в результате чего в цепи питания возникают токовые гармоники 2 - 7-го порядков, а также субгармоники.

Субгармоники и изменчивость реактивной мощности вызывают колебания напряжения в сети (фликер). В особенности сильно сказывается влияние печи в снижении коэффициента мощности и падении напряжения, которое пропорционально коэффициенту мощности и квадрату напряжения. Это может напрямую отражаться на качестве выпускаемой стали.

Кроме того, асимметрия КЗ между электродами трех фаз ведет к возрастанию 3-фазного разбаланса. Совместное влияние гармоник, падения коэффициента мощности и фликера ведет к нарушению технологического процесса и снижению качества электроэнергии.

Статические тиристорные компенсаторы (СТК) производства компании Матик-электро с конденсаторами ZEZ SILKO способны непрерывно компенсировать реактивную мощность и подавлять гармонические токи; они удовлетворяют стандартам IEC 61000-3-7, IEEE std. 592, технике безопасности и требованиям по увеличению объемов продукции.

Компоновка тиристорного вентиля статического тиристорного компенсатора

Основным элементом вентиля является тиристор, с помощью которого, исходя из расчетных значений допустимых напряжений и токов, формируются последовательные цепи. При построении тиристорного вентиля особое внимание уделяется мерам безопасности, надежности и сроку службы.

Тиристорная батарея имеет две пары резервных элементов, которые включаются немедленно при отказе тиристора. Кроме того, каждый тиристор имеет защиту при помощи быстродействующего лавинного диода (BOD).

Охлаждение тиристора в SVC

Каждый тиристор снабжен охлаждающим устройством. Тиристорный вентиль имеет преимущественно горизонтальную конструкцию, что обеспечивает равномерное распределение тепла. Кроме того, в тиристоре предусмотрено поддержание температуры на уровне ниже стандартных значений, соответствующих температурам в точках ввода и оттока охлаждающей воды.

Система управления статического тиристорного компенсатора

Система обеспечивает дистанционное управление не только СТК, установленным в данном месте, но и всей подстанцией. Пульт управления снабжен всеми видами релейной защиты и контроля.

Система контроля и наблюдения

Данная система осуществляет наблюдение за состоянием СТК, контролируя непрерывно всю необходимую информацию не только о значениях напряжения, тока и других параметрах, но также и о количестве диодов BOD, задействованных в каждом тиристорном вентиле, рабочем режиме тиристора, температуре и давлении в 13 контрольных точках.

Система охлаждения

Система охлаждения включает два дублирующих циркуляционных насоса. При отказе работающего насоса немедленно включается резервный. Составные части системы – трубопровод, масляный резервуар и другие элементы выполнены с применением специальных материалов в целях увеличения срока службы.

Система охлаждения статического тиристорного компенсатора