Flexibilný prenosový systém AC - čo a prečo?

Section 7 (Apríl 2019).

Anonim

Flexibilný prenosový systém AC - čo a prečo?

Stabilita napájacieho systému //

Flexibilný prenosový systém AC (FACTS) sa vyvíja na vyspelú technológiu s vysokým výkonom.

Táto technológia má širokú škálu aplikácií, stala sa špičkovou a najspoľahlivejšou, založenou na výkonovej elektronike. Hlavným účelom týchto systémov je čo najrýchlejšie napájať sieť s indukčným alebo kapacitným jalovým výkonom, ktorý je prispôsobený jeho konkrétnym požiadavkám, a zároveň zlepšuje kvalitu prenosu a účinnosť systému prenosu energie.

S progresiou a vývojom v oblasti výkonovej elektroniky aplikácia nielen zlepšila výkonnosť systémov striedavého prúdu, ale umožnila to aj na dlhé vzdialenosti.

Fakty môžu tiež pomôcť pri riešení technických problémov v prepojených energetických systémoch. Fakty sú k dispozícii v:

  1. Paralelné pripojenie

    • Kompenzátor statického varovania (SVC)
    • Statický synchrónny kompenzátor (STATCOM)
  2. Sériové pripojenie

    • Kompenzácia pevných sérií (FSC)
    • Kompenzácia tyristorom riadená / chránená séria (TCSC / TPSC)

Paralelná kompenzácia

Akýkoľvek druh kompenzácie jalového výkonu, ktorý používa buď spínané alebo riadené jednotky, ktoré sú paralelne prepojené s prenosovou sieťou v uzle energetického systému.

Mechanicky prepínané kondenzátory / reaktory (MSC / MSR)

Najkompaktnejšie zariadenia na kompenzáciu jalového výkonu sú mechanické spínacie zariadenia:

Mechanické spínané kondenzátory sú jednoduché, ale nízkou rýchlosťou pre riadenie napätia a stabilizáciu siete za podmienok vysokého zaťaženia. Ich využitie má takmer žiadny vplyv na výkon skratu, ale zvyšuje napätie v mieste pripojenia. Mechanické spínané reaktory majú presne opačný účinok, a preto sú výhodné na dosiahnutie stabilizácie za podmienok nízkeho zaťaženia.

Pokročilá forma mechanicky prepínaného kondenzátora je MSCDN. Toto zariadenie je MSC s dodatočným tlmiacim obvodom na zabránenie rezonancií systému.

a) mechanicky prepínané kondenzátory (MSC) a mechanicky prepínané reaktory (MSR) pripojené k prenosovej sústave; b, c) kompenzátor Static Var (SVC) s tromi vetvami (TCR, TSC, filter) a spojovací transformátor

Kompenzátor statického varovania (SVC)

Kompenzátory Static Var sú rýchlym a spoľahlivým prostriedkom na riadenie napäťových vedení a systémových uzlov. Jalový výkon je zmenený spínaním alebo ovládaním prvkov reaktívneho výkonu pripojených k sekundárnej strane transformátora. Každá kondenzátorová banka je zapnutá a vypnutá tyristorovým ventilom (TSC).

Reaktor môže byť buď spínaný (TSR) alebo riadený (TCR) tyristorovými ventilmi.

SIEMENS - Projekt na kompenzáciu statických varov (SVC) na kľúč

Ak je nízke napätie systému, SVC dodáva kapacitný jalový výkon a zvyšuje sieťové napätie. Ak je systémové napätie vysoké, SVC generuje indukčný jalový výkon a znižuje napätie systému.

Kompenzátory Static Var vykonávajú nasledujúce úlohy:

  1. Zlepšenie kvality napätia
  2. Dynamické riadenie jalového výkonu
  3. Zvýšenie stability systému
  4. Tlmenie silových kmitov
  5. Zvýšenie schopnosti prenosu energie
  6. Ovládanie nevyváženosti (voliteľné)

Konštrukcia a konfigurácia SVC, vrátane veľkosti inštalácie, prevádzkových podmienok a strát, závisí od stavu systému (slabý alebo silný), konfigurácie systému (očné alebo radiálne) a úloh, ktoré sa majú vykonať.

Kompenzátor statického varovania (SVC) Plus

Modulárny modul SVC PLUS je vybavený konvertorom IGBT s viacerými úrovňami a skladovacím kondenzátorom na strane DC. Od približne +/- 25 MVA až +/- MVAr je všetko hlavné zariadenie vrátane konvertora IGBT, riadiaceho a ochranného systému a chladiaceho systému konvertora SVC PLUS inštalované v kontajneri a výrobne predbežne testované tak, aby je pripravený na inštaláciu vonku na mieste.

Pre vnútorné inštalácie sú k dispozícii konvertorové moduly s približne +/- 100 MVAr.

Siemens - kompenzátor statického varovania (SVC) PLUS

Rovnako je možná paralelná prevádzka konvertorových modulov, čo vedie k vyšším hodnoteniam. Pôdorys inštalácie SVC PLUS je menší ako bežná inštalácia SVC s rovnakým ratingom.

Kompenzácia série

Kompenzácia radu je definovaná ako vloženie prvku jalového výkonu do prenosových vedení.

Najbežnejšou aplikáciou je kondenzátor s pevnou sériou (FSC). Môžu byť nainštalované aj tyristorové ventilové systémy (TCSC) a systémy chránené ventilom tyristorov (TPSC).

Pevný kondenzátor série (FSC)

Jednoduchý a najefektívnejší typ série kompenzácií zabezpečujú FSC. FSC pozostávajú zo skutočných kondenzátorových bŕzd a na účely ochrany sú paralelné zvodiče (kovové varistory, MOV), jiskrové medzery a obtokový spínač na izoláciu.

Kompenzácia s pevnou sériou prináša nasledujúce výhody:

  1. Zvýšenie prenosovej kapacity
  2. Zníženie uhla prenosu

Tyristorom riadený kondenzátor série (TCSC)

Kompenzácia jalového výkonu pomocou TCSC môže byť prispôsobená širokému spektru prevádzkových podmienok. Rovnako je možné regulovať prúd a tok zaťaženia v paralelných prenosových vedeniach, čo súčasne zvyšuje stabilitu systému. Ďalšie aplikácie TCSC vrátane tlmenia oscilácie výkonu a zmierňovania subsystémovej rezonancie (SSR), čo je kľúčový problém v prípade veľkých tepelných generátorov.

Ďalšie výhody tyristorom riadenej série kompenzácie:

  1. Tlmenie výkyvov sily (POD)
  2. Ovládanie zaťaženia
  3. Zmierňovanie SSR (subsystémové rezonancie)
  4. Zvýšenie stability systému

a) kompenzácia pevnej série (FSC) pripojená k sieti; b, c) Tyristorom riadený sériový kondenzátor (TCSC) pripojený k sieti

Tyristorom chránené sady kondenzátorov (TPSC)

Ak sa používajú tyristory s vysokým výkonom, nie je potrebné inštalovať bežné jiskrové medzery alebo prepäťové chrániče. Kvôli veľmi krátkym dobám ochladzovania špeciálnych tyristorových ventilov je možné TPSC rýchlo vrátiť do prevádzky po poruche vedenia, čo umožní využitie prenosových vedení na maximálnu kapacitu.

Pohľad na systém TCSC

TPSC sú prvou voľbou vždy, keď sa prenosové vedenia vrátia na maximálnu únosnosť čo najskôr po poruche.

Obmedzenia prúdu na skrat (SCCL)

Rozšírenie sietí HV AC, spojenie nezávislých sietí a pridanie novej generácie zvyšujú v mnohých prípadoch existujúcu skratovú silu. Ak dôjde k prekročeniu navrhovanej úrovne skratu existujúceho zariadenia, a rozšírenie siete, bez veľmi nákladnej náhrady existujúceho zariadenia, nie je možné.

Toto obmedzenie nedá sa vylúčiť použitím obmedzovača skratu na Siemens.

Rýchle obmedzenie skratového prúdu (SCCL) s tyristorom s vysokým výkonom

Kombináciou TPSC s externým reaktorom sa táto kombinácia teraz môže použiť ako obmedzovač skratového prúdu (SCCL).

V prípade systémovej poruchy bude tyristorový ventil vypaľovaný prechodom sériového kondenzátora. Zodpovedajúci skratový prúd bude obmedzený reaktorom na konštrukčné hodnoty.

ZDROJ: Siemens - Flexibilné prenosové systémy AC (FACTS)

Súvisiace elektrické vodítka a články

VYHĽADÁVANIE: Články, softvér a sprievodcovia