Опыт создания, эксплуатации и перспективы тиражирования
высоковольтных активных фильтров в электрических сетях,
питающих тяговую нагрузку
Р.Г. Шамонов
Начальник управления сопровождения ОТУ и режимов департамента
ОТУ ПАО «Россети ФСК ЕЭС»
2
ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ
КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ЕНЭС
МЭС Востока
МЭС Сибири
- доля ПС с нарушениями ГОСТ
по КЭ
- доля ПС с нормативным КЭ
Количество ПС с нарушениями требований ГОСТ по КЭ (на 2011-2012 гг.),
%
Состояние КЭ в
Сибирском и
Дальневосточном
федеральных
округах
- отклонение напряжения,
напряжений
Цвет обозначает нарушения:
энергорайонах региона,
- несинусоидальность напряжения,
- на большинстве ПС региона,
- несимметрия
- в отдельных
2
2
МОДУЛЬНОЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (МПУ-10000/10
УХЛ1)
A
L1
Модуль
МПУ AB1
Режимы работы:
Модуль
МПУ AB20
■
VT1
B
VT2
L2
■
C
Модуль
МПУ BC1
Модуль
МПУ BC20
фильтрация токов высших гармоник и обратной
последовательности в контролируемом присоединении
компенсация
напряжения
обратной
последовательности и стабилизация напряжения
прямой последовательности основной частоты на
контролируемых шинах
Параметры:
C
■
■
■
■
L3
Модуль
МПУ CA1
а)
Модуль
МПУ CA20
номинальное напряжение – 10 кВ
номинальная мощность – 10 МВА
потери активной мощности – не более 150 кВт
габарит пятна землеотвода – 12х15 метров
б)
Схема соединения МПУ (а) и схема модуля
МПУ (б)
3
2
КОМПОНОВКА И ВНЕШНИЙ ВИД МПУ
Компоновка МПУ: 1 – модуль МПУ, 2 – шкаф управления, 3 –
Внешний вид МПУ
ошиновка, 4 – фазный реактор, 5 – трансформатор
напряжения, 6 – шкаф системы кондиционирования воздуха,
7 – насосная установка, 8 – агрегат воздушного охлаждения
антифриза
4
ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ МПУ
Схема присоединения МПУ на ПС 220 кВ Жирекен (МЭС
Сибири)
2
Осциллограмма токов в обмотке 220 кВ АТ-2 при
работе МПУ и после его отключения в момент
времени 0,6 с в режиме компенсации токов
искажений в обмотке АТ
5
ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЖИМОВ ПРИ РАБОТЕ МПУ
2
Характеристики токов в обмотке 220 кВ АТ-2 и напряжений на шинах 10 кВ при работе МПУ в режиме компенсации токов
искажений и после его отключения
Токи
в фазе В
МПУ включен
МПУ отключен
Напряжения
ВС
МПУ включен
МПУ отключен
I1 , А
6,90
8,64
U1, В
10196,6
10352,1
I3 , А
0,07
0,95
U3, В
398,81
287,65
I5 , А
0,05
1,47
U5, В
314,31
391,10
I7 , А
0,20
0,81
U7, В
589,66
323,93
THDI, %
8,9
26,25
THDU, %
8,65
6,28
7,28
7,07
10437
10412
1,17
3,68
282,8
155,6
Прямая
последовательность, А
Обратная
последовательность, А
Прямая
последовательность, В
Обратная
последовательность, В
Обозначения: зеленым - происходило улучшение контролируемой характеристики при включенном МПУ, красным цветом – ухудшение при
включенном МПУ
6
2
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МПУ В РЕЖИМЕ СИММЕТРИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
НА ШИНАХ 10 КВ
(б)
(а)
K2U на шинах 220 – 110 -10 кВ (а) , междуфазные U на шинах 220 кВ
(б)
и на шинах 10 кВ (в) ПС Жирекен при работе МПУ в режиме
симметрирования и стабилизации напряжений на шинах 10 кВ
(в)
7
2
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МПУ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ
ТОКОВ ИСКАЖЕНИЙ
220 кВ
220 кВ
110 кВ
220 кВ
ТТ
110 кВ
AT1
AT1
10 кВ
110 кВ
ТТ
10 кВ
ТТ
220 кВ
T1
110 кВ
МПУ
ТН
110 кВ
ИН1
...
10 кВ
ИН
AT1
10 кВ
ИНn
ТН
10 кВ
МПУ
ИН1
(а)
...
ИНn
ТН
110 кВ
Неискажающая
нагрузка
МПУ
(б)
(в)
Подключение МПУ к непосредственно к шинам с искажающей нагрузкой (ИН) (а), через повышающий трансформатор (б),
к третичной обмотке АТ при отсутствии прочих нагрузок на стороне низкого напряжения (в)
8
2
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МПУ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ
НАПРЯЖЕНИЙ ИСКАЖЕНИЙ
ИН
ИН
ИН
220 кВ
220 кВ
ИН
AT1
220 кВ
110 кВ
110 кВ
ШСВ-10
10 кВ
СШ-1
AT1
10 кВ
МПУ
(а)
В10АТ2
10 кВ
СШ-2
ТН
10 кВ
Неискажающая
нагрузка
ТТ
110 кВ
ИН
AT2
ШСВ-110
В10АТ1
110 кВ
Неискажающая
нагрузка
T1
МПУ
ТН
110 кВ
Неискажающая
нагрузка
10 кВ
ИН
(б)
Подключение МПУ к непосредственно к шинам с неискажающей нагрузкой при наличии внешних искажений напряжений (а),
через повышающий трансформатор (б)
9
ПОТЕНЦИАЛ ПРИМЕНЕНИЯ МПУ
2
Рост нагрузок ОАО «РЖД» от Кузбасса до Тихого океана до 5250 МВт (прирост на 2350 МВт к 2023 г.). Планируемые проекты
развития ОЭС Сибири и ОЭС Востока в рамках Восточного полигона не достаточны для обеспечения нормативного качества
электроэнергии
10
ОГРАНИЧЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ДЛЯ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ СИЛОВОЙ
ЭЛЕКТРОНИКИ:
■
■
■
Сложность привлечения искажающих потребителей к финансовой ответственности за ухудшение качества
электроэнергии
Отсутствие на российском рынке массовых технических решений для различных условий применения
Высокая стоимость «штучных» устройств
НЕОБХОДИМЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ:
■
■
■
Разработка линейки технических решений на основе современных регулируемых устройств разной мощности
по заказу «драйверов» процесса - электросетевых компаний, как наиболее заинтересованных в решении
проблем
Поддержка со стороны Министерства энергетики включения в инвестпрограммы сетевых компаний титулов
по разработке и применению «пилотных» технологий в области повышения качества электроэнергии
Развитие нормативной базы для формирования практически реализуемых процедур привлечения к
финансовой ответственности искажающих потребителей, мотивирующих применять разработанные
технические решения по повышению качества электроэнергии
11
2
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Контакты: Шамонов Роман Геннадьевич
shamonov-rg@fskees.ru
(495) 710-95-06
12