Управляемые реакторы с самоподмагничиванием
На правах рукописи
Дягилева Светлана Викторовна
УПРАВЛЯЕМЫЕ РЕАКТОРЫ С САМОПОДМАГНИЧИВАНИЕМ
Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва - 2010
Работа выполнена на кафедре «Электромеханики» Московского энергетического института (Технического университета).
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Беспалов В. Я.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Копылов С. И.
кандидат технических наук, доцент Коробков С.А.
Ведущая организация - ГНЦРФ ФГУП “ВЭИ”
Защита диссертации состоится “28” июня 2010 г. в ауд. E-205 в 13 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.157.15 Московского
энергетического института (технического университета) по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 13.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ), факс (495) 362-72-69
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).
Автореферат разослан «27» мая 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
к.т.н. доцент М.В. Рябчицкий
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Решение задачи ведения нормальных режимов работы единой энергосистемы и обеспечения требуемых стандартов качества и надежности электроэнергии невозможно без автоматически управляемых средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности.
Как показывают исследования и опыт эксплуатации последних лет, электрические управляемые реакторы обладают высокой эффективностью и широким разнообразием возможностей применения для повышения пропускной способности линий электропередач, регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности в электрических сетях, ограничения токов короткого замыкания и коммутационных перенапряжений.
В большинстве системных задач и тем более для систем электроснабжения промышленных предприятий требуется не только потребление, но и генерация реактивной мощности. Поэтому применяют комбинированные ИРМ, которые способны при высоком быстродействии плавно регулировать реактивную мощность. Такие ИРМ состоят из регулируемой ступенчато конденсаторной батареи и плавно регулируемого реактора, включенных параллельно. Комбинированные ИРМ, в зависимости от соотношений установленных мощностей конденсаторов и реакторов, может не только генерировать, но и потреблять реактивную мощность при плавном переходе.
Согласно принятым в России правилам сети 6-10 кВ относятся к сетям с малыми токами замыкания на землю и должны работать или с изолированной, или с заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Опыт эксплуатации показывает, что большинство нарушений нормальной работы этих сетей связано с повреждением изоляции фазы относительно земли - с однофазным замыканием на землю.
С развитием энергетики и других отраслей народного хозяйства возрастает потребность в электрических управляемых реакторах самого различного назначения и конструктивного исполнения. Растут единичные мощности и токи реакторов, предъявляются новые требования к их характеристикам, внедряются новые материалы, усложняются схемы и конструкции узлов. Все это выдвигает новые задачи проектирования, в том числе задачи электромагнитных расчетов, то есть расчетов местных и интегральных параметров поля: напряженности, индукции, плотности тока, магнитных потоков, потокосцеплений, токов и напряжений, индуктивностей, местных и суммарных добавочных потерь. При создании новых мощных управляемых реакторов, для которых нет опыта проектирования и результатов испытаний, при анализе непредвиденных опытных данных, а также при разработке физических моделей и составлении программ исследований, нужны теоретические методы расчетной оценки.
Исследования управляемых подмагничиванием реакторов начали проводиться еще в начале 30-х годов прошлого столетия (Э. Фридлендер, К. Крамер, Х. Беккер). С начала 50-х годов формируются научные коллективы в Москве (ЭНИН), Санкт-Петербурге (СПГТУ), Таллине (ТГТУ), Кишиневе (КПИ), Алма-Ате (АЭИ) и в других городах. Исследованиями управляемых реакторов и вопросами их применения занимались такие ученые как: Александров Г. Н., Брянцев А. М., Бродовой Е. Н., Долгополов А. Г., Дорожко Л. И., Евдокунин Г. А., Жакутова С. В., Забудский Е. И., Лейтес Л. В., Либкинд М. С., Лурье А. И., Мишин В.И., Славин Г. А., Сорокин В. М., Теллинен Ю. Ю., Ярвик Я. Я. и другие.
Цели работы:
- провести анализ сетей тюменского региона на потребность в средствах компенсации реактивной мощности;
- рассчитать режимы работы ИРМ на базе управляемого шунтирующего реактора и батарей статических конденсаторов для стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности на ПC 110 кВ Таврическая;
- провести расчет поля и индуктивных параметров уже разработанного и находящегося в эксплуатации ДГР мощностью 480 кВ·А, имеющего стержень с участками различного сечения стали;
- разработать математическую модель управляемого шунтирующего реактора серии РТУ 6300/35, использовать ее для оптимизации конструкции этого реактора.
Задачи исследования:
- на основе статистических данных о нагрузках определить потребность и дать рекомендации об использовании устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях тюменского региона Росси;
- создать математические модели управляемых реакторов двух типов и назначений: шунтирующих для регулирования потоков реактивной мощности и дугогасящих для компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях;
- осуществить оптимальное проектирование активных частей исследуемых реакторов, расчет магнитного поля и параметров;
- рассчитать эксплуатационные характеристики существующих и вновь разрабатываемых реакторов.
Методы исследований: При решении задач диссертации использовались методы математической статистики, теория поля и электрических цепей, дифференциальные уравнения и численные методы их решения, элементы теории нелинейных электромагнитных цепей, программные пакеты FEMM, NRAST, MSWord7.0 и MSExel7.
Научная новизна работы заключается:
- Разработаны двухмерные математические модели для расчета полей управляемых самоподмагничиванием шунтирующих и дугогасящих реакторов для энергетических сетей и систем.
- При рассмотрении электромагнитных процессов проведено исследование магнитных вебер-амперных характеристик ДГР с учетом насыщения стали. Проделаны расчеты двухмерного осесимметричного магнитного поля, определены индуктивные параметры обмотки;
- Проведена оптимизация конструкции управляемого шунтирующего реактора серии РТУ номинальной мощностью 6,3 Мвар на напряжение 35 кВ;
- Рассчитаны режимы работы ИРМ на базе управляемого шунтирующего реактора и батарей статических конденсаторов для стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности.
Достоверность полученных результатов обусловлена использованием строгих математических расчетов электромагнитных полей и электрических цепей, и подтверждена соответствием полученных выводов диссертационной работы результатам экспериментальных исследований.
Практическая значимость.
- Произведена оценка необходимости ИРМ в сетях тюменского региона. При различных характерах нагрузки были определены реактивные мощности компенсационных устройств и даны рекомендации по их установке. Эффектом этого мероприятия является стабилизация напряжения и увеличения пропускной способности сети.
- Было проведено математическое моделирование режимов работы подстанции Таврическая 110 кВ с ИРМ на базе шунтирующего управляемого реактора. Результаты показали, что его использование позволяет снизить размах суточного колебания напряжения с 2,6 кВ до 0,4 кВ.
- На основании результатов моделирования поля разрабатываемого реактора РТУ-6300/35 предложено в его конструкции использовать магнитный шунт для снижения добавочных потерь.
- Практическую ценность представляют полученные в диссертации данные моделирования дугогасящего реактора серии РУОМ 480/11/3 и шунтирующего реактора серии РТУ 6300/35.
Личный вклад автора. Участие в разработке математических моделей электрических управляемых реакторов и режимов работы источника реактивной мощности. Выполнение всех приведенных в работе расчетов и анализ полученных результатов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих семинарах, конференциях и симпозиумах:
XIII Международная конференция студентов и аспирантов. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», 1-2 мая 2007 г., - Москва. 2007 г.;
Выставка и конференция “Электрические сети России”, Москва. 2007 г.;
III Международная научно техническая конференция «Энергосистема: управление, конкуренция, образование», 14-16 октября 2008. г., - Екатеринбург. 2008 г.;
XII Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты», 29 сентября – 4 октября 2008 г., - Крым, Алушта 2008 г.;
XII International conference on electrical machines, drivers and power systems. Supported by IEEE Bulgaria Section VDE. ELMA 2008. Proceedings volume 16-18 October 2008 Sofia, Bulgaria – Bulgaria, Sofia 2008 y.;
Выставка и конференция «Электрические сети России» 2008 г., Москва; II всероссийская научно-техническая интернет-конференция «Энергетика. Инновационные направления в энергетике», 2009 г., Пермь. – Пермь. 2009 г.;
Международная конференция «Снижение потерь энергии в электрических сетях», 14-15 мая 2009 г., - г. Бишкек, 2009 г.;
Выставка и конференции «Электрические сети России» 2009 г., Москва.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ из них: 3 статьи, 2 тезиса докладов в сборниках трудов международных научных конференций, 4 доклада в сборниках докладов международных научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Список литературы содержит 80 наименования на 7 страницах. Объем 117 страниц текста, 62 рисунка, 14 таблиц.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Математические модели для расчета магнитного поля, параметров и режимов работы шунтирующих и дугогасящих управляемых реакторов.
- Результаты исследований на моделях, достоверность которых подтверждена обоснованными допущениями и сравнением с данными экспериментов, полученными для реакторов различных типов и номиналов.
- Инженерные рекомендации по оптимизации конструкции управляемых реакторов.
- Методика определения потребности в ИРМ для конкретных региональных сетей.
Реализация результатов работы.
Результаты исследований, выводы и рекомендации диссертации используются при эксплуатации существующих и разработке новых управляемых реакторов для энергосистем.
Задачи, решаемые в диссертации, базируются на конкретных потребностях и примерах из энергетики тюменского региона.
Программное обеспечение, созданное в данной работе, полезно при подготовке специалистов различных уровней в вузах страны.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность, изложены цели и задачи диссертационной работы, методы решения поставленных задач. Описаны состав и структура работы, показана научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.
В первой главе рассмотрены основные типы управляемых реакторов. Рассмотрены принципы действия и конструкции управляемых реакторов с продольным, поперечным, продольно-поперечным и кольцевым подмагничиванием. Показана актуальность и целесообразность применения управляемых реакторов взамен ступенчато-регулируемых. Управляемые шунтирующие реакторы представляют собой уникальный комплекс, обеспечивающий стабилизацию напряжения и управление мощностью в протяженных линиях электропередач и распределительных сетях. Применение управляемых реакторов особенно целесообразно в электрической сети с переменным графиком нагрузки взамен нерегулируемых или ступенчато регулируемых реакторов. Согласно принятым в России правилам сети 6-10 кВ относятся к сетям с малыми токами замыкания на землю и должны работать или с изолированной, или с заземленной нейтралью. Опыт эксплуатации показывает, что большинство нарушений нормальной работы этих сетей связано с повреждением изоляции фазы относительно земли- с однофазным замыканием на землю. Обеспечить надежную работу всей системы электроснабжения и не отключать потребителей в условиях сохраняющегося однофазного замыкания в течение некоторого времени, необходимого для поиска и устранения повреждения или включения резервного питания, возможно при использовании управляемых дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием.
Во второй главе рассмотрена необходимость применения управляемых шунтирующих реакторов совместно с батареями статических конденсаторов для стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности на примере сетей тюменского региона.
В большинстве системных задач и тем более для систем электроснабжения промышленных предприятий должны применяться ИРМ, способные генерировать реактивную мощность. К таким ИРМ относятся синхронные машины и конденсаторные батареи. Однако синхронные машины, обладающие способностью плавно регулировать реактивную мощность, имеют большую инерционность. Конденсаторные батареи обладают высоким быстродействием (10-20 мс) при ступенчатом регулировании реактивной мощности. Но в ряде задач ступенчатое регулирование неприемлемо. Поэтому применяют комбинированные ИРМ, которые способны при высоком быстродействии плавно регулировать реактивную мощность. Такие ИРМ обычно состоят из регулируемой ступенчато конденсаторной батареи и плавно регулируемого реактора, включенных параллельно.
На рис. 1 показаны результаты проведенных исследований на потребность в таких устройствах сетей тюменского региона в зависимости от степени компенсации реактивной мощности.
Рис.1 Потребность сетей тюменского региона в средствах компенсации реактивной мощности
По результатам исследования были сделать следующие выводы:
- Как видно из рис. 1, необходимый объем компенсационного оборудования для обеспечения tg=0,4 не выходит за пределы 0,5 Гвар. Однако ввод компенсационных устройств в таком объеме вряд ли принесет ощутимый эффект как по потерям, так и по пропускной способности сети.
- Выход сети 110 кВ на проектную мощность с сохранением допусков на отклонение напряжения можно ожидать при достижении значений tg=0,2. Для этого потребуется установка устройств компенсации реактивной мощности около 11,4 Гвар.
- Предел пропускной способности по длительно допустимому току соответствует полной компенсации перетока реактивной мощности от центра питания к узлу нагрузки (tg=0). Это позволит использовать сечение сети для передачи чисто активной мощности. Общая потребность в генерации реактивной мощности для этого случая составляет 22,4 Гвар.
- Предел пропускной способности сети по длительно допустимому напряжению может быть достигнут обеспечением равенства напряжения центра питания и напряжения узла нагрузки (tg-0,2). Это позволит эксплуатировать сеть с напряжением, устанавливаемым в центрах питания вплоть до наибольшего длительно допустимого значения. Необходимый объем генерации реактивной мощности при этом составляет 3,13,4 Гвар.
В третьей главе решаются вопросы, касающиеся стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности на одной из подстанций тюменского региона ПС Таврическая 110 кВ.
Для этого на подстанции Таврическая было необходимо установить источник реактивной мощности. При этом ИРМ подключается к шинам подстанции 110 кВ параллельно с нагрузкой.
В программе NRAST было проведено моделирование режимов работы источников реактивной мощности на базе управляемого шунтирующего реактора и батарей конденсаторов на ПС Таврическая для следующих случаев:
- Батареи и реактор отключены (исходный режим).
- Батареи отключены, реактор в номинальном режиме (режим ограничения напряжения подстанции).
- Батареи отключены, реактор в номинальном режиме, нагрузка отключена.
- Одна батарея подключена, реактор на холостом ходу (режим промежуточного подпора напряжения подстанции одной батареей).
- Две батареи подключены, реактор на холостом ходу (режим максимального подпора напряжения).
- Полная компенсация перетока реактивной мощности из центра питания в нагрузку (режим минимальных потерь).
- Полная компенсация отклонения напряжения на подстанции (квазинатуральный режим).
На основе полученных результатов был сделан вывод о том, что для компенсации реактивной мощности на подстанции и стабилизации напряжения необходимо установить ИРМ 110/50/25, где: 110 кВ – это класс напряжения оборудования. 50 Мвар – это мощность батарей статических конденсаторов, 25 Мвар – это мощность управляемого шунтирующего реактора.
После проведенных расчетов такой ИРМ 110/50/25 был установлен на подстанции Таврическая и получены экспериментальные данные по которым было получено следующее заключение:
- после установки ИРМ-110/50/25 (УШР 25 МВА и БСК 50 Мвар), размах напряжений U= 0,4 кВ при среднем напряжении 101,9 кВ. До установки ИРМ, размах изменения напряжения в течение суток U=2,6 кВ при среднем напряжении 97,5 кВ.
В четвертой главе рассматриваются вопросы математического моделирования дугогасящих реакторов (ДГР) на примере уже разработанного и находящегося в эксплуатации реактора РУОМ-480/11/3. Под расчетом магнитного поля реактора подразумевается определение его характеристик (значений магнитной индукции и напряженности магнитного поля в различных точках пространства, а также интегральных характеристик – электромагнитной силы, индуктивности обмотки) при заданных размерах, материалах и источниках поля.
Для реакторов с линейными и ограниченно линейными характеристиками индуктивность является основным параметром, определяющим способность реактора выполнить свое назначение. Поэтому к точности расчета индуктивности предъявляются относительно высокие требования. Индуктивность реактора будет изменятся в зависимости от степени насыщения сердечника. Поэтому была разработана методика определения индуктивных параметров электрического управляемого дугогасящего реактора с учетом насыщения стали магнитопровода. И были проанализированы две модели ДГР. В первой модели рассчитывалось магнитное поле реактора в окне магнитопровода. Во второй модели рассчитывалось поле вне окна магнитопровода.
Для создания математических моделей использовалась программа FEMM. Программа Finite Element Method Magnetics (Магнитные расчеты методом конечных элементов) позволяет создавать модели для расчета плоскопараллельного или осесимметричного стационарного и квазистационарного магнитного и стационарного электростатического полей, построить их картины и определить полевые и цепные параметры. При расчете этим методом строится сеть конечных элементов: пространство, занимаемое полем, разбивается с помощью прямых и кривых линий на отдельные части, имеющие достаточно малые, но конечные размеры. Эти части называются конечными элементами. При решении двумерной задачи конечные элементы чаще всего имеют форму треугольников или прямоугольников. Основная задача расчета методом конечных элементов – определить коэффициенты для всех конечных элементов, что дает возможность расчета скалярного магнитного потенциала в любой точке поля.
Магнитное поле имеет сложный характер. Поэтому при создании моделей был принят ряд допущений:
- Бак и ярма реактора выполнены из стали с магнитной проницаемостью =;
- Поле статично. Отсутствуют вихревые токи в проводах обмоток, отводах, электростатических экранах и других небольших проводящих частях, а также в магнитопроводе;
- Ток равномерно распределен по параллельным проводникам обмотки, т.е. предполагается идеальная транспозиция.
Для получения требуемой вебер-амперной характеристики стержень реактора РУОМ-480/11/3 разбит на три участка с разными коэффициентами заполнения сталью. На первом этапе моделирования рассчитывались поля реактора при поочередном насыщении стержней и определялись индуктивности реактора. Программа FEMM позволяет учесть нелинейность характеристик материала. Поэтому для каждого участка стержня была задана своя кривая намагничивания. В зависимости от тока в обмотке будет изменяться насыщенность стержня, а следовательно будет меняться и индуктивность обмотки. В работе, ток обмотки варьировался в диапазоне 0,5-150 А и для каждого значения тока были получены индуктивность и потокосцепление зависящие от насыщения стали. Результат математического моделирования поля реактора в окне магнитопровода с учетом насыщения стали показан на рис. 2.
По проведенным исследования были сделаны следующие выводы:
- Проведен расчет магнитных полей в окне магнитопровода и вне окна магнитопровода. По результатам расчета поля получены индуктивные параметры разработанного и находящегося в эксплуатации ДГР серии РУОМ мощностью 480 кВ·А, имеющего стержень с участками различного сечения стали.
- Были получены индуктивности при последовательном насыщении участков стержня и вебер-амперная характеристика ДГР. Эти результаты совпали с проведенными ранее расчетами и с экспериментальными данными, полученными на Раменском электротехническом заводе (РЭТЗ) "Энергия".
Рис. 2 Магнитное поле реактора РУОМ-480/11/
с учетом насыщения стали в окне магнитопровода
По результатам расчета поля были построены следующие характеристики:
- зависимость потокосцепления от тока для поля реактора в окне магнитопровода и вне окна магнитопровода (рис. 3);
- зависимость дифференциальной индуктивности от тока и индуктивности насыщения участков стержней для поля реактора в окне магнитопровода и вне окна магнитопровода (рис. 4);
Дифференциальная индуктивность dL для построения графика, показанного на рис. 4 определялась как:
dL=
(1)
Рис. 3 Потокосцепление от тока реактора РУОМ-480/11/
для поля реактора в окне магнитопровода и для поля реактора вне окна магнитопровода
Рис. 4. Зависимость дифференциальной индуктивности и индуктивности насыщения от тока реактора РУОМ-480/11/
для поля в окне магнитопровода и для поля вне окна магнитопровода
В пятой главе рассматриваются вопросы математического моделирования управляемых шунтирующих реакторов серии РТУ на примере разрабатываемого реактора РТУ-6300/35.
Для создания математической модели управляемого шунтирующего реактора, так же как и для управляемого дугогасящего реактора, использовалась программа FEMM.
Потери являются важнейшим технико-экономическим показателем реактора, они обуславливают размеры охлаждающего устройства. Местные потери, особенно в обмотках и других частях, соприкасающихся с электрической изоляцией, определяют срок службы и нагрузочную способность реактора. Из полных потерь выделяют основные потери в обмотках и других токоведущих частях реактора, определяемые током данной обмотки или токоведущей части и ее электрическим сопротивлением, измеренным на постоянном токе.
Главная цель моделирования поля реактора РТУ-6300/35 - показать необходимость установки магнитного шунта для снижения добавочных потерь.
При создании модели были приняты ряд допущений:
- Магнитные потоки во всех трех фазах одинаковы, но сдвинуты на угол 1200, поэтому рассматривалась только одна фаза реактора. Так как магнитная система реактора симметрична относительно оси х и у, для построения модели была принята только фаза реактора;
- Бак реактора и ярма реактора из стали с магнитной проницаемостью =;
- Поле статично. Отсутствуют вихревые токи в проводах обмоток, отводах, электростатических экранах и других небольших проводящих частях, а также в магнитопроводе;
- Ток равномерно распределен по параллельным проводам обмотки, т.е. предполагается идеальная транспозиция.
Для определения потерь в стенке бака следует оценить осевую составляющую индукции у стенки. На рис. 5 показана модель реактора РТУ 6300/35, с полностью насыщенным стержнем и конурами по которым производился замер магнитных потоков.
Результаты расчета поля показали, что поток, идущий в бак в реакторе РТУ 6300/35, будет создавать значительные добавочные потери, по данным измерений приведенных в таблице 1, большая часть магнитного потока идет в бак и может вызвать перегрев реактора. По показаниям измерений приведенным в таблице 2, можно сказать, что для уменьшения добавочных потерь в баке необходимо установить шунт над обмоткой для канализации магнитного потока.
Получена осевая (тангенциальная) составляющая индукции для определения размеров шунтов, которые, в последствии возможно будут установлены на вертикальную поверхность бака.
На рис.6 показана расчетная картина поля реактора РТУ 6300/35. На границах этой модели заданы условия Неймана. Поэтому линии индукции подходят перпендикулярно к поверхностям реактора, следовательно, существует на границах только нормальная составляющая индукции Bn. Для определения размеров шунтов, которые могут устанавливаться на вертикальную поверхность бака для уменьшения потерь в нем, необходимо знать осевую составляющую индукции на границе. Для получения осевой составляющей индукции необходимо расширить границы бака. Бак был расположен на расстоянии 1 м от оси симметрии. В результате чего получена осевая (тангенциальная) составляющая индукции рис.7.
 Рис. 5. Магнитное поле реактора РТУ 6300/35 c контурами для определения магнитного потока: 1 – контур для определения потока, который идет в бак; 2 – контур для определения потока, который идет в шунт; |  Рис.6 Модель реактора РТУ 6300/35 с шунтом и c контурами для определения магнитного потока: 1 – контур для определения потока, который идет в бак; 2 – контур для определения потока который, идет в шунт; |
Таблица 1
| I, А | Бак | Шунт | ||
| Нормальный поток, Вб | Среднее значение индукции, Тл | Нормальный поток, Вб | Среднее значение индукции, Тл | |
| 35 | 0.0158602 | 0.0234159 | 0.0028268 | 0.00321771 |
Таблица 2
| I, А | Бак | Шунт | ||
| Нормальный поток, Вб | Среднее значение индукции, Тл | Нормальный поток, Вб | Среднее значение индукции, Тл | |
| 35 | 0.00557628 | 0.00823276 | 0.181958 | 0.20712 |
Рис.8 Тангенциальная составляющая индукции
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Настоящая работа посвящена расчетам режимов работы источников реактивной мощности на базе управляемых шунтирующих реакторов и батарей статических конденсаторов, анализу магнитных полей и параметров управляемых дугогасящих реакторов, их применению в высоковольтных электрических сетях, а также вопросам моделирования управляемых электрических реакторов. Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:
- Произведена оценка необходимости ИРМ в сетях тюменского региона. При различных характерах нагрузки были определены реактивные мощности компенсационных устройств и даны рекомендации по их установке Проведено моделирование и получены результаты эксплуатации ИРМ 110/50/25 для компенсации реактивной мощности и стабилизация напряжения на ПС Таврическая.
- Разработаны двухмерные математические модели для расчета полей управляемых самоподмагничиванием шунтирующих и дугогасящих реакторов для энергетических сетей и систем.
- Проведен расчет индуктивных параметров уже разработанного и находящегося в эксплуатации ДГР мощностью 480 кВ·А, имеющего стержень с участками различного сечения стали
- Выполнено моделирование разрабатываемого управляемого шунтирующего реактора серии РТУ (трехфазный управляемый реактор) номинальной мощностью 6300/35 кВА
- Рассчитаны потоки, в баке и в шунте, и показана необходимость установки шунта для направленного распределения магнитного потока c целью уменьшения добавочных потерь в реакторе.
Результаты работы отражены в следующих публикациях:
- Брянцев А.М., Брянцев М.А., Дягилева С.В., Карымов Р.Р., Маклецова Е.Е., Негрышев А.А. Регулируемые источники реактивной мощности с управляемыми подмагничиванием шунтирующими реакторами и батареями конденсаторов. Электротехника №4. Москва. 2010 с. 11.
- Дягилева С.В.; Беспалов В.Я. Электрические управляемые реакторы. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тринадцатая международная конференция студентов и аспирантов. т. 2. 2007 г. Москва. с. 13.
- Брянцев А.М., Брянцев М.А., Дягилева С.В., Карымов Р.Р., Маклецова Е.Е., Негрышев А.А. Высоковольтные управляемые устройства стабилизации напряжения сети 110-500 кВ на базе управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов. 3-я международная научно техническая конференция Энергосистема: управление, конкуренция, образование. Сборник докладов. т. 2., 2008. г. Екатеринбург. c.71
- Беспалов В.Я., Брянцев М.А., Дягилева С.В. (г. Москва, Московский энергетический институт (ТУ)). Состояние разработок и области применения УШР 110-500 кВ. МКЭЭЭ-2008. XII-я Международная конференция Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. 2008 г. с. 127.
- Aleksandr Bryantsev, Viktor Bespalov, Svetlana Dyagileva. The experience of using high-voltage controllable magnetic reactors in electrical network 110-500 kV. Twelfth international conference on electrical machines, drivers and power syastems. Supported by IEEE Bulgaria Section VDE. ELMA 2008. PROCEEDINGS VOLUME, BULGARIA. Sofia. 2008., c. 89.
- Брянцев А.М., Брянцев М.А., Дягилева С.В., Карымов Р.Р., Маклецова Е.Е., Негрышев А.А. Высоковольтные управляемые устройства стабилизации напряжения сети 110-500 кВ на базе управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов (УШР) и батарей конденсаторов (БСК). Энергетика. Инновационные направления в энергетике. CALS-Технологии в энергетике. Материалы II Всероссийской научно-технической Интернет-конференции Издательство Пермского государственного технического университета. Секция I. Энергетика. Энергоресурсосбережение. 2009., c. 71.
- Брянцев А.М., Брянцев М.А., Дягилева С.В., Карымов Р.Р., Маклецова Е.Е., Негрышев А.А. Высоковольтные реверсивные источники реактивной мощности на базе управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов и батарей конденсаторов. Министерство промышленности, энергетики и топливных ресурсов Кыргызской Республики. Международная конференция. Снижение потерь энергии в электрических сетях. Сборник докладов. г. Бишкек. 2009., стр. 18.
- Брянцев А.М., Брянцев М.А., Дягилева С.В., Карымов Р.Р., Маклецова Е.Е., Негрышев А.А. Источники реактивной мощности 110-500 кВ на базе управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов и батарей конденсаторов. ЭНЕРГОЭКСПЕРТ №2 (13). Москва 2009., c. 76
- Брянцев А.М., Брянцев М.А., Базылев Б.И., Дягилева С.В., Карымов Р.Р., Маклецова Е.Е., Негрышев А.А., Смоловик С.В. Состояние и перспективы применения в электрических системах РФ регулируемых источников реактивной мощности (ИРМ) с управляемыми подмагничиванием шунтирующими реакторами (УШР) и батареями конденсаторов (БСК). ЭНЕРГОЭКСПЕРТ №2 (19). Москва 2010., c. 88
Подписано в печать Зак. Тир. П.л.
Полиграфический центр МЭИ (ТУ)
Красноказарменная ул., д.13
