Увеличение объемов выработки, передачи и распределения электроэнергии при условии больших расстояний передачи электроэнергии между узлами потребления и мощными электростанциями приводят к повышению требований к экономичности и надежности работы системообразующих электрических сетей.
Необходимость увеличения передачи активной мощности вызывает дальнейшее увеличение пропускной способности линий электропередач, либо компенсацию реактивности ЛЭП.
УПК обеспечивают повышение пропускной способности, повышают стабильность работы системы, снижают потери, обеспечивают повышение качества напряжения и оптимизируют потокораспределение между параллельными линиями.
Стоимость конденсаторной группы УПК составляет в среднем всего лишь 10% от стоимости новой ЛЭП. При этом, как показывает практика, время окупаемости таких капиталовложений, обычно составляет всего лишь несколько лет.
Описание различного оборудования последовательных конденсаторных установок
Схема расположения
В зависимости от размеров конденсаторной установки каждая фаза имеет один или два участка. Оборудование конденсаторной установки монтируется на стальной платформе, опирающейся на колонки изоляторов, и крепится оттяжками гирлянд изоляторов, рассчитанных в соответствии с напряжением системы.
Механическая конструкция
Конденсаторная установка должна выдерживать усилие при КЗ, усилие ветра, обледенения, снегопада и землетрясения. Расчет этих механических усилий производится методом конечных элементов
Для случаев жестких сейсмических условий в проекте конденсаторной установки обязательно должно быть предусмотрено использование специальных пружинных амортизаторов в составе натяжных изоляторов. Естественная частота последовательных конденсаторных установок близка к частоте землетрясения. Естественная частота конденсаторной установки понижается с помощью соответствующих элементов пружинных амортизаторов, специально разработанных фирмой Nokian Capacitors для таких случаев применения.
Система управления и защиты
Концепция проектирования систем защиты и управления заключается в обеспечении защиты конденсаторной установки и выполнении определенных требований по эксплуатации с учетом обеспечения высокой степени надежности и эксплуатационной готовности установки.
Для дистанционного управления последовательными конденсаторными установками, система защиты и управления оснащена устройствами дистанционного управления.
Для дистанционного управления последовательными конденсаторными установками, на основании протокола МЭК 60870-5-101, система защиты и управления оснащена устройствами дистанционного управления.
Комплексная система управления и защиты дублирована для обеспечения резерва всех защитных функций.
Особое внимание в конструкции уделено вопросу сведения к минимуму объема технического обслуживания оборудования, для чего обеспечена работа последовательной конденсаторной установки в «необслуживаемом» режиме. Другой важной особенностью конструкции является обеспечение упрощения работ по техобслуживанию и определению неисправностей.
Конденсаторные блоки представляют собой полностью пленочную конструкцию, с экологически безопасной пропитывающей жидкостью, способной к биологическому разложению. В целях экономии и для уменьшения размеров платформ применяются большие конденсаторные блоки.
Конденсаторные блоки оборудованы внутренними предохранителями, благодаря их техническим и экономическим преимуществам.
Демпфирующие цепи
В состав демпфирующей цепи входит воздушный сердечник и сухой реактор с параллельно включенным демпфирующим резистором. Последовательно с резистором подсоединен небольшой искровой разрядник, который включает резистор в цепь только во время разряда конденсаторной установки, таким образом, снижая до минимума потери при байпасе конденсаторной установки.
Искровой разрядник
Искровой разрядник представляет собой быстродействующий стреляющий не самогасящий разрядник. В случае срабатывания реле защиты mov- система защиты и управления запускает искровой разрядник при помощи светового сигнала, передаваемого по оптоволоконной колонне. Плазменная дуга тригатрона немедленно инициирует срабатывание искрового разрядника
Различные типы схем последовательных конденсаторных установок
В настоящее время используются следующие схемы последовательных конденсаторов:
1) Схема с одним разрядником
Схему с одним разрядником можно назвать основной схемой с последовательной конденсаторной установкой. Она отличается простотой и применяется в основном только в тех случаях, когда предусмотрена только одна линия передачи. В тех случаях, когда имеются две или более параллельных линий, обычно применяется схема MOV.
2) Схема MOV
В случае возникновения неисправности за пределами той секции линии, где расположена последовательная конденсаторная установка, MOV будет выполнять защиту конденсаторов, но конденсаторная установка не будет байпасирована. Это улучшит стабильность работы линии электропередачи.
3) Последовательные конденсаторы с тиристорным управлением (TCSC)
Схема с тиристорным управлением может применяться для демпфирования колебаний на линии, если слабая сеть не гасит колебания, или гасит их недостаточно.
