Управляемые шунтирующие реакторы (УШР)

Применение управляемых шунтирующих реакторов на объектах ЕНЭС позволяет управлять режимами работы сетей таким образом, чтобы снизить потери, повысить пропускную способность линий электропередачи. За счет этого повышается надежность работы системы, значительно экономится электроэнергия при ее передаче.

Управляемые шунтирующие реакторы (УШР) – электромагнитные реакторы, индуктивность которых может плавно регулироваться с помощью системы автоматического управления, что позволяет осуществлять стабилизацию напряжения на воздушных линиях с большой зарядовой мощностью. В комбинации с батареями конденсаторов, включаемых параллельно, УШР являются аналогами статических тиристорных компенсаторов (СТК), позволяя поддерживать напряжение на линиях как в режиме малых, так и больших нагрузок.

Применяются три вида УШР:

  • УШР, управляемые подмагничиванием постоянным током с помощью специальной обмотки управления. Являются разработкой ОАО «ЭЛУР» (Россия). Электромагнитная часть выпускается ОАО «ЗТЗ» (Украина). Широко применяются в сетях ЕНЭС, начиная с 2002 года. Имеется ряд типоисполнений: 110 кВ, 25 Мвар; 220 кВ, 100 Мвар; 330 кВ, 180 Мвар; 500 кВ, 180 Мвар;
  • УШР, управляемые подмагничиванием постоянным током через расщепленную нейтраль сетевой обмотки. Разработаны ОАО «ХК Электрозавод» по техническому заданию Федеральной сетевой компании. Пилотный образец УШР 500 кВ, 180 Мвар включен в работу на подстанции 500 кВ Нелым в Тюменской области. Он предназначен для компенсации избыточной зарядной мощности и стабилизации напряжения в сети. Потери в новом реакторе за счет инновационных решений более чем на 30% ниже, чем у УШР, которые до сих пор поставлялись на энергообъекты ПАО «ФСК ЕЭС».
  • УШР трансформаторного типа, состоящие их двухобмоточного трансформатора, с напряжением короткого замыкания равным 100%, и тиристорной группы, включенной во вторичную обмотку. По существу это тиристорно-реакторная группа СТК, подключаема непосредственно к сети высокого напряжения без применения дополнительных согласующих трансформаторов. УШР трансформаторного типа мощностью 25 Мвар, разработанные НПЦ «Энерком-Сервис», внедрены на подстанциях 220 кВ Когалым и Прогресс в Западной Сибири. По принципу действия этот вид УШР является быстродействующим и наиболее подходит для объектов требующих быстрой реакции на сетевые возмущения.

На рисунках показаны схемы построения реакторов с подмагничиванием постоянным током. Принцип регулирования тока УШР поясняется следующим рисунком.

При изменении ампер-витков подмагничивания из-за нелинейной характеристики происходит изменение тока в сетевой обмотке. В трехфазной системе путем введения компенсационной обмотки, соединенной в «треугольник» осуществляется  компенсация гармоник, кратных 3, и форма тока приближается к синусоидальной.

Для того, чтобы обеспечить работу реактора с подмагничиванием по сетевой обмотке необходимо нейтраль реактора заземлять через нейтральный реактор или резистор, чтобы источник подмагничивания не оказался закороченным. При соединении фаз УШР в трехфазную группу источник подмагничивания оказывается включенным в расщепленную нейтраль сетевой обмотки УШР.