3.8.2. Статичні компенсатори з керованими реакторами
Керованими називають реактори, параметри яких змінюються за допомогою підмагнічення (ГОСТ 18624-73).
Керовані реактори бувають з поздовжнім, поперечним та кільцевим підмагніченням. Такі реактори можуть бути використані в статичних компенсаторах непрямого регулювання як регулювальний елемент. Принципова схема не відрізняється від зображеної на рис. 3.15, але замість реакторів, керованих вентилями, використовують реактори з підмагніченням.
Дослідження СК з реакторами з поздовжнім підмагніченням за досвідом англійської фірми [3.17] показали, що регулювання потужності реактора 34,5 МВА від номінальної потужності до неробочого ходу відбувається за 2 с. Цей час на порядок більший, ніж необхідно для ефективного впливу на стійкість передачі та на два порядки більше, ніж необхідно для обмеження внутрішніх перенапруг. В Німеччині запропонована інша конструктивна схема поздовжнього підмагнічення, в якій відсутній прямий зв’язок між обмотками постійного та змінного струмів [3.18]. На відміну від реактора англійського виробництва, де склад вищих гармонік в струмі реактора не перевищує 2 %, в реакторі ФРН відносні амплітуди вищих гармонік можуть сягати 10 %. Такий реактор можна використовувати тільки зі спеціальними фільтрами вищих гармонік.
Деякий час в Бельгії виробляли статичні компенсатори, керованою ланкою яких були реактори з поздовжнім підмагніченням [3.19]. Локалізація вищих гармонік досягалась за допомогою фільтрів. Час регулювання складає 0,06 с. Така швидкодія досягалася шляхом 5-10 кратного форсування напруги джерела постійного струму. Втрати в реакторі становили 0,3%, а в цілому в компенсаторі 0,5%. Компенсатори використовували для стабілізації напруги в мережах металургійних заводів. В країнах колишнього СРСР керовані реактори з повздовжнім, поперечним, поздовжньо-поперечним та кільцевим підмагніченням розроблялися рядом організацій, але роботи не вийшли за межі дослідної експлуатації, результати якої в більшості випадків були невдалими. Також і більшість закордонних фірм відмовились від використання керованих реакторів і перейшли на реактори насичення або вентильне керування.
3.8.3. Статичні компенсатори з параметричним регулюванням
Регулювальним елементом статичного компенсатора з параметричним регулюванням реактора (параметричного стабілізатора) є реактор з насиченням осердя, тобто реактор з нелінійною вольтамперною характеристикою. Такі реактори з багатострижневою магнітною системою вже багато років виготовляють в Англії та Бельгії.
Рис. 3.18. Вольтамперні характеристики Ic – конденсаторної батареї;
IL – насиченого реактора; Iк – компенсатора
Магнітопровід реакторів виготовляють з холоднокатаної сталі з невеликими питомими втратами та практично прямокутною характеристикою намагнічення (рис. 3.18).
Компенсатор складається з насиченого реактора, шунтової конденсаторної батареї та допоміжного обладнання.
Схема компенсатора (рис.3.19.) складається із силового трансформатора 1 з РПН для корекції значення напруги стабілізації; послідовної конденсаторної батареї 2 та лінійного реактора 5 для корекції власного статизму нахилу характеристики, демпферних кіл 3 для запобігання субгармонійному резонансу; шунтової конденсаторної батареї 4. Робоча точка U0 вибирається таким чином, щоб забезпечити нульову потужність компенсатора в заданому режимі.
Завдяки відносно великій кількості насичених стрижнів, компенсатор має високу швидкодію, яка дещо знижується через демпферні кола. Загальна швидкодія залежить також від параметрів мережі відносно точки приєднання компенсатора. Стала часу оцінюється значенням Т=0,025 с.
Насичений реактор 6 характеризується перевантажувальною здатністю в 2,5-3 відн. од., що дозволяє його використовувати для обмеження тимчасових перенапруг.
Цей тип статичного компенсатора має обмежені можливості з точки зору модифікації його характеристик і тому він менше пристосований до зміни умов роботи мережі, ніж гнучкий тип компенсатора з тиристорним керуванням. В той же час експлуатація параметричного стабілізатора значно простіше.
Рис. 3.19. Принципова схема параметричного стабілізатора напруги
1 – трансформатор з РПН; 2 – послідовна конденсаторна батарея; 3 – фільтри; 4 – шунтова КБ; 5 – реактор з лінійною характеристикою; 6 – насичений реактор
До недоліків компенсатора відносяться значно більші втрати потужності, ніж в компенсаторах з тиристорним керуванням і ця обставина значно обмежує їх застосування.