Что такое гибкие системы передачи переменного тока?

Что такое гибкие системы передачи переменного тока?

Определение FACTS

• Характеристики FACTS

• Быстрое регулирование напряжения

• Увеличение передачи мощности на длинных линиях переменного тока

• Гашение колебаний активной мощности

• Контроль потока нагрузки в сетях с перекрытием

Таким образом, значительно улучшаются стабильность и производительность существующих и будущих систем передачи. С помощью гибких систем передачи переменного тока (FACTS) энергетические компании могут лучше использовать существующие сети, увеличивать доступность и надежность своих линий, а также улучшать динамическую и переходную стабильность сети, обеспечивая лучшее качество поставок.

Влияние реактивного потока мощности на напряжение системы питания

Компенсация реактивной мощности

Потребители нуждаются в реактивной мощности, которая постоянно изменяется, что увеличивает потери при передаче и влияет на напряжение в сети. Чтобы предотвратить высокие колебания напряжения или отключения питания, эта реактивная мощность должна быть сбалансирована. Пассивные компоненты, такие как реакторы или конденсаторы, могут предоставлять индуктивную или емкостную реактивную мощность. Быстрая и точная компенсация реактивной мощности с использованием управляемых тиристорами компонентов может улучшить эффективность и контроль передачи, заменяя более медленные механические выключатели.

Эффекты реактивного потока мощности

Реактивный поток мощности имеет следующие эффекты:

• Увеличение потерь в системе передачи

• Добавление к установкам электростанций

• Увеличение эксплуатационных затрат

• Значительное влияние на отклонение напряжения в системе

• Ухудшение работы нагрузки при пониженном напряжении

• Риск пробоя изоляции при повышенном напряжении

• Ограничение передачи мощности

• Пределы устойчивости в стационарном и динамическом режимах

Параллельное и последовательное подключение

На рисунке показаны наиболее распространенные сегодня устройства параллельной компенсации, их влияние на важнейшие параметры передачи и типичные применения.

На рисунке: уравнение активной мощности/угла передачи иллюстрирует, какие компоненты FACTS избирательно влияют на те или иные параметры передачи.

Системы защиты и управления

Для улучшения управления резервированием были разработаны специальные модули, дополняющие автоматизированную систему SIMATIC TDC. Эти модули выдают сигналы для запуска тиристорных клапанов и занимают меньше места, чем предыдущие технологии. 

Гибкий дизайн интерфейса SIMATIC TDC позволяет легко заменять существующие системы. Интеграция может быть выполнена с минимальными задержками, обеспечивая обработку измеренных значений старыми системами новой системой управления. Пространственная эффективность SIMATIC TDC также позволяет выполнять параллельную конфигурацию с существующими системами.

Интерфейс человек-машина (HMI).Интерфейс между оператором и объектом.(HMI = Интерфейс человек-машина) является стандартизированным.SIMATIC Win CC система визуализации, которая еще больше упрощает работу и облегчает адаптацию графических пользовательских интерфейсов к требованиям оператора.

Аппаратное обеспечение для управления и защиты

Siemens предлагает последние достижения в области управления и защиты для FACTS – проверенную временем автоматизированную систему SIMATIC TDC (Technology and Drive Control). SIMATIC TDC используется по всему миру практически во всех отраслях промышленности и доказала свою эффективность как в производстве, так и в процессах, а также во многих проектах HVDC и FACTS. 

Оперативный персонал и инженеры-проектировщики работают исключительно со стандартизированной, универсальной платформой аппаратного и программного обеспечения, что позволяет им быстрее выполнять сложные задачи. Одним из основных соображений при разработке этой автоматизированной системы было обеспечение максимальной доступности FACTS – поэтому все системы управления и защиты, а также каналы связи, настраиваются резервно (по запросу клиента).

Новая технология измерения и управления также позволяет использовать высокопроизводительный регистратор аварий, работающий с частотой дискретизации 25 кГц. Новая технология измерения и управления сокращает время между записью аварии и выводом отчета о ней с нескольких минут (раньше) до 10 секунд (сейчас).

Преобразователи для FACTS

LTT – Тиристоры с оптическим запуском

Тиристоры управляют пассивными компонентами в системах компенсации реактивной мощности. Система прямого оптического запуска Siemens активирует тиристоры с помощью светового импульса длительностью 10 микросекунд при мощности 40 милливатт. Это устройство включает защиту от перенапряжения, что делает его самозащитным, если прямое напряжение превышает пределы.

Световой импульс проходит через оптоволокно от блока управления клапана к затвору тиристора. Конventional системы используют электрически запускаемые тиристоры, требующие импульсов мощностью в несколько ватт, генерируемых близлежащим электронным оборудованием. Прямой оптический запуск уменьшает количество электронных компонентов в тиристорном клапане на 80%, повышая надежность и электромагнитную совместимость. Кроме того, новая тиристорная технология обеспечивает долгосрочную доступность электронных компонентов как минимум на 30 лет.

Тиристорные клапаны Siemens собираются из тиристоров диаметром 4 или 5 дюймов, в зависимости от необходимой токовой нагрузки/номинального тока. Технология тиристоров находится в постоянном развитии с начала 1960-х годов. В настоящее время тиристоры могут безопасно и экономически эффективно обрабатывать блокирующие напряжения до 8 киловольт и номинальные токи до 4200 ампер.