Статичний тиристорний компенсатор

Статичний тиристорний компенсатор, що містить реактор, який складається з трьох однофазних реакторів, кожний з яких підключений до трифазної мережі через тиристорну систему плавного 3 85064 ється для компенсації реактивної потужності та стабілізації напруги на шинах підстанцій з різкозмінним характером навантаження і нелінійною вольт-амперною характеристикою. Особливе місце серед специфічних навантажень займають дугові сталеплавильні печі (ДСП). Для них характерні різкозмінні реактивні навантаження, несиметрія струмів та несинусоїдальність напруг. При роботі ДСП виникають значні коливання напруги. Коливання напруги викликають пульсацію світлового потоку ламп освітлення, порушується нормальна робота телебачення, засобів зв'язку, а також силових напівпровідникових перетворювачів. Послабити негативний вплив ДСП на енергосистему можна, застосовуючи СТК. Регулюючим елементом СТК є три реактори з лінійною характеристикою, з'єднані в трикутник. Послідовно з кожним реактором підключений тиристорний пристрій регулювання. Схема дозволяє плавно регулювати реактивну потужність, що споживається реактором, шляхом зміни кута відкривання тиристорів (фазовий метод регулювання). Паралельно реактору підключено конденсаторну установку. Конденсатори є джерелом реактивної потужності. В СТК реалізується непрямий метод компенсації реактивної потужності. При ньому реактивна потужність, що споживається реактором, змінюється в залежності від реактивної потужності ДСП, в результаті чого сумарна реактивна потужність, що споживається з мережі, залишається практично незмінною і компенсується батареєю конденсаторів. СТК може змінювати реактивну потужність в діапазоні від -100% до +100%. Перевагою СТК є його мала інерційність. Перехід з одного режиму в інший здійснюється за 10мс. Швидкість збільшення струму (параметр di/dt) в схемі СТК значно нижче допустимого значення для тиристора. Недоліком СТК є значна потужність реактора та високий рівень вищих гармонік, що генеруються тиристорним пристроєм регулювання. Технічна суть запропонованого статичного тиристорного компенсатора, який задовольняв би сучасним вимогам, пояснюється кресленнями, на яких зображено: Фіг.1 - однолінійна схема СТК, Фіг.2 - принцип роботи СТК. СТК містить реактор L (Фіг.1), тиристорний пристрій регулювання VS, вимикач реактора Q, вимикач Q1 першої секції конденсаторної установки КУ 1, вимикачі Qn, що комутують секції конденсаторної установки КУ n, та контакти вакуумного вимикача чи тиристорного ключа Qn' , що працюють пофазно (Фіг.1). Кількість секцій конденсаторної установки визначається техніко-економічним розрахунком. З метою зменшення потужності реактора СТК доцільно робити конденсаторну установку секціонованою. Секції обладнуються вимикачами з пристроями, що підключають конденсатори до мережі в момент переходу синусоїди напруги через нульове значення, а відключають - в момент переходу синусоїди стр уму в конденсаторах через ну 4 льове значення. Для цього можна використати вакуумні вимикачі чи тиристорні ключі, що працюють пофазно. В цьому випадку на повну реактивну потужність ДСП вибирають тільки конденсаторну установку. Потужність реактора і тиристорного пристрою регулювання QL=QКУ/n, де n - кількість секцій конденсаторної установки, QL - потужність реактора, QКУ - потужність конденсаторної установки. Струм через контакти допоміжних вимикачів Qn' проходить короткочасно, протягом двох періодів промислової частоти. Розривають коло ці контакти при відсутності струм у, а тому вартість цих додаткових комутаційних елементів незначна. Захист секцій конденсаторної установки та реактора від коротких замикань та перевантажень здійснює релейний захист на основних вимикачах Q, Q1 та Qn. Принцип роботи СТК показано на Фіг.2. Тут поданий графік зміни реактивної потужності Q ДСП за час t В період часу 0-1 працюють три секції конденсаторної установки, в період 1-2 третя секція відключається, а в період 2-3 залишається в роботі тільки перша секція. Оскільки реактивне навантаження плавно змінюється, плавно міняється і потужність першої секції. В точках 1 і 2, коли потужність першої секції зменшувалась до нуля, відбувалось відключення третьої та другої секцій КУ. В моменти відключення секцій тиристорний пристрій регулювання збільшує потужність першої секції до максимуму, а в моменти підключення секцій - зменшує потужність цієї секції до мінімуму. Аналогічно проходить регулювання і в діапазонах 3-4, 4-5 та 5-6. Таким чином, плавне регулювання реактивної потужності відбувається тільки в межах однієї секції КУ, а за рахунок комутації інших секцій цей діапазон вдається розширити на всю потужність ДСП. Електрична система фіксує практично повну компенсацію реактивної потужності у всіх режимах роботи електроприймачів. У загальному вигляді напруга на затискачах споживачів: Pr + (Q - Q СТК )( xL - x C) U = UУП ± E Uном де Е - добавка напруги, утворювана пристроями регулювання; P, Q - активна та реактивна потужності споживання; QСТК - реактивна потужність СТК; (хL-хC) - реактивний опір мережі. При повній компенсації реактивної потужності втрати напруги визначаються тільки активним опором мережі живлення. Величина його значно менша від реактивного опору. Тому різкі зміни навантаження призведуть тільки до невеликих коливань напруги, що доп ускається стандартом. Оскільки потужність реактора суттєво знижена, діапазон регулювання струму в тиристорному пристрої також зменшиться. А це дозволить знизити вартість СТК і зменшити рівень спотворення синусоїди напруги в мережі. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85064 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601