Шунтирующие реакторы в традиционных технических средствах и мерах по повышению качества и стабильности электроснабжения. Применение реакторов в прогрессивных средствах повышения качества электроэнергии.
Шунтирующие реакторы используются и в линиях электропередачи для повышения стабильности системы за счет обеспечения стационарного регулирования напряжения и снижения коммутационных перенапряжений, и в потребительских сетях, как для «генерации» реактивной мощности индуктивного характера, так и фильтрации гармоник.
Реакторы эффективны для снижения бросков тока при включении мощных нагрузкой, остаются неотъемлемой частью пассивных фильтров гармоник, основанных на колебательных L-C контурах, в которых «замыкаются» и нивелируются токи гармоник (определенных полос частот в зависимости от настройки фильтра), а также используются в:
- конденсаторных установках повышения коэффициента мощности (УКРФ и УКРМТФ) в качестве компонента L-C контура для защиты конденсаторов от бросков тока при параллельном резонансе (подробнее о последовательном и параллельном резонансах в этом материале);
- активных фильтрах гармоник (АФГ) в качестве накопителя индуктивной энергии (в силовых блоках) и (часто) на входе в преобразователь АФГ для нивелирования наброса токов гармоник в силовую сеть выше места подключения;
- в гибридных фильтрах гармоник в качестве компонента пассивного звена и накопителя в блоках АФГ;
- преобразователях разного назначения, включая комплектные для электроприводов с регулируемой скоростью в качестве накопителя энергии вместе с конденсаторами;
- электроустановках для регулирования сетевого напряжения и т.д.
Справка: для регулирования напряжения в силовой сети популярным сегодня становится использование блоков из насыщаемого реактора, конденсаторов и резисторов.
Насыщаемый реактор имеет высокую индуктивность и низкое потребление реактивной мощности при условии, что приложенное напряжение ниже критического значения. Выше этого значения кажущаяся индуктивность падает на часть цикла, а потребляемая реактивная мощность увеличивается. Из этого следует, что насыщаемый реактор является регулирующим устройством, которое реагирует только на изменение своего напряжения. Блок из насыщаемого реактора, конденсаторов и резисторов действует как источник постоянного напряжения до ограниченной выходной мощности, определяемой номинальным значением конденсаторов CS и C1. Выше этого предела напряжение падает, и блок подавляет колебания напряжения, вызванные скачками потребности в реактивной мощности (например, для запуска электродвигателя, сварочных аппаратов и т. д.).
Однако следует отметить, что поскольку блок содержит катушки индуктивности и конденсаторы, резонирующие на частоте 50 Гц, время отклика определяется демпфированием цепи и поэтому в схему включают специальный демпфирующий резистор (или набор резисторов), что неизбежно приводит к потерям мощности.
Применение реакторов в прогрессивных средствах повышения качества электроэнергии
Наиболее популярно сегодня применение реакторов в статических компенсаторах реактивной мощности (Static Var Compensator-SVC), которые в целом имеют следующие разновидности:
- тиристорно-управляемый реактор (Thyristor-controlled Reactor-TCR), эффективное реактивное сопротивление которого непрерывно регулируется частичным регулированием проводимости тиристорного вентиля.
Тиристорно-управляемый реактор является одним из традиционных SVC, используемых в области повышения качества электроэнергии, причем при использовании TCR с фиксированными конденсаторами и работе системы с малой реактивной мощностью на реакторной установке вырабатывается почти 100% реактивной энергии и снижается полная реактивная мощность системы;
- тиристорно-коммутируемый реактор (Thyristor-Switched Reactor-TSR), эффективное реактивное сопротивление которого ступенчато изменяется в зависимости от управления тиристором.
Тиристорные коммутируемые реакторы представляют собой устройства, которые могут вырабатывать реактивную мощность, причем TSR не генерирует гармоник;
- реактор с управлением/коммутацией тиристорами (Thyristor-Controlled Reactor and Thyristor-Switched Reactor-TCR/TSR) – комбинированные устройства из шунтового реактора, регулируемого двумя параллельными тиристорами с обратным управлением.
