3.8.4. Комбіновані статичні компенсатори
Комбіновані компенсатори складаються з двох типів регульованих реактивних елементів: керованих одним із способів реакторів та конденсаторів з тиристорними ключами. Найчастіше в практиці зустрічаються схеми компенсаторів з тиристорним регулюванням реакторів. Звичайно для дискретного регулювання конденсаторної батареї, поділеної на два-чотири конденсаторних блоки, що комутуються тиристорними ключами, використовують один реактор однакової з ними потужності, керований тиристорними блоками. Таким чином, реактивна потужність плавно регулюється від нуля до номінального значення потужності конденсаторів в режимі генерування або від нуля до номінального значення потужності реактора в режимі споживання. За необхідності додаткового споживання реактивної потужності можуть бути додатково встановлені нерегульовані шунтові реактори.
Реактори, керовані вентилями, є джерелом вищих гармонік. Для їх фільтрації звичайно встановлюють фільтри відповідних гармонік, які на робочій частоті генерують реактивну потужність в мережу.
Рис. 3.20. Схема та параметри статичного компенсатора комбінованого типу з діапазоном потужності 250 Мвар на ПС Beaver Creek
В СРСР за цими принципами був розроблений компенсатор (для металургійних заводів) встановленою потужністю конденсаторів 160 Мвар (4×40 Мвар) та керованими тиристорами реактором 40 Мвар (СТКМ) на напругу 35 кВ, розрахункова вартість якого становила 6,5 млн. крб. в цінах 1986 року.
На рис. 3.20 показано схему компенсатора комбінованого типу, встановленого на підстанції Beaver Creek (штат Кентукки, США).
Він складається з трансформатора зв’язку, двох конденсаторних батарей з вентильними ключами, одного керованого реактора та додаткового реактора з вентильними ключами, а також з фільтрів 5-ї та 7-ї гармонік, які на схемі не показані. Регулятор формує сигнали керування для комутації конденсаторів та задає кут керування вентилями реактора в залежності від напруги на шинах приєднання до системи з корекцією за величиною та фазою струму компенсатора.
Комбінований компенсатор має високу швидкість керування, таку ж як звичайний компенсатор з реактором, керованим вентилями. Однак його питома вартість менша за рахунок меншої потужності реактора, менші також втрати активної потужності та генерування вищих гармонік. Тому загальні економічні показники комбінованих компенсаторів кращі за показники компенсаторів з тиристорним керуванням.
3.9. Розподіл компенсувальних пристроїв в мережах
3.9.1. Розподіл конденсаторів в радіальній мережі
Задача полягає в тому, щоб в радіальній мережі однієї номінальної напруги розподілити конденсатори поперечної компенсації найоптимальнішим чином. При цьому вважаються заданими реактивні навантаження ліній радіусів, їх активний опір та загальна потужність компенсувальних пристроїв, яка підлягає розподілу (рис. 3.21). Розв’язання цієї задачі повинно відповідати умові мінімуму втрат потужності від реактивних навантажень з врахуванням компенсації.
Рис. 3.21. Розрахункова схема радіальної мережі
Загальні втрати активної потужності від реактивних навантажень визначаються як сума втрат в окремих радіусах
(3.28)
де Q1, Q2, . . .Qn – реактивні навантаження окремих радіусів;
Qк1, Qк2, . . .Qкn – потужності конденсаторних установок після розподілу;
r1, r2, . . .rn – активні опори ліній відповідних радіусів.
Як відомо з теорії режимів, мінімум втрат потужностей (або будь-яких витрат) має місце у випадку рівності приросту втрат в кожному із радіусів (або ж в даному випадку похідної від втрат по реактивній потужності в кожному радіусі), тобто
(3.29)
де Q=Q1+Q2+. . .+Qn – загальне реактивне навантаження;
Qк – потужність конденсаторів, що підлягає розподілу;
re – еквівалентний опір мережі, визначений з виразу
(3.30)
Звідки потужність конденсаторів будь-якого радіусу можна визначити за формулою
. (3.31)