Компенсация вариаций реактивной мощности намагничивания силового трансформатора при геомагнитных возмущениях

А. А. Кувшинов; В. В. Вахнина; А. Н. Черненко; А. В. Бычков; О. В. Федяй

doi:10.34831/EP.2023.76.44.006

Компенсация вариаций реактивной мощности намагничивания силового трансформатора при геомагнитных возмущениях

А. А. Кувшинов, В. В. Вахнина, А. Н. Черненко, А. В. Бычков, О. В. Федяй

Аннотация

Рассмотрены особенности компенсации реактивной мощности в условиях вариаций мощности намагничивания силового трансформатора под воздействием геомагнитных возмущений. Предложена секционированная конденсаторная установка (СКУ) с плавным регулированием мощности за счет выбора мощности N основных конденсаторных секций в соотношении 2⁰ : 2¹: … : 2^N^–1, что позволяет получить 2^N^–1ступеней регулирования, а также введения корректирующей конденсаторной секции с тиристорным контактором, выполненным на запираемых тиристорах с импульсно-фазовым управлением углами включения и выключения. Разработан алгоритм формирования плавной регулировочной характеристики СКУ путем наложения на ступенчатую характеристику регулирования мощности основных конденсаторных секций плавной регулировочной характеристики корректирующей конденсаторной секции. Показано, что уже при N = 4 мощность корректирующей конденсаторной секции составляет только 6,25 % мощности СКУ, и практически полностью исключается влияние гармоник тока, возникающих в процессе импульсно-фазового управления.

Ключевые слова

секционированная конденсаторная установка, силовой трансформатор, мощность намагничивания, запираемый тиристор, плавная регулировочная характеристика

Полный текст:

PDF

Литература

Железко, Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / Ю. С. Железко. — М.: ЭНАС, 2009. — 456 с.

Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. — Изд. 2-е. — Ростов н / Д: Феникс, 2008. — 715 с.

Coles, R. L. A Comparison between the Rate of Change in the Geomagnetic Field and the Geomagnetically Induced Current in a Power Transmission System / R. L. Coles, K. Thompson, Jansen van BeeK // Proceedings: Geomagnetically Induced Currents Conference, TR-100450, Electric Power Research Institute. Palo Alto. — California, 1992.

Takasu, N. An Experimental Analysis of Excitation of Transformers by Geomagnetically Induced Currents / N. Takasu, T. Oshi, F. Miyawaki, S. Saito, Y. Fujiwara // IEEE Transactions on Power Delivery. 1994. — Vol. 9, No. 2. — Рp. 1173 – 1179.

Кувшинов, А. А. Реактивная нагрузка синхронного генератора при насыщении магнитной системы блочного трансформатора под воздействием квазипостоянных токов / А. А. Кувшинов, В. В. Вахнина В. В., А. Н. Черненко, Р. Н. Пудовинников // Промышленная энергетика. — 2021. — № 4. — С. 11 – 19.

Воротницкий, В. Э. Компенсация реактивной мощности — эффективное средство повышения надежности, качества и экономичности электроснабжения / В. Э. Воротницкий // Энергия единой сети. — 2015. — № 2. — С. 30 – 40.

Сахаров, Я. А. Экстремальные величины геоиндуцированных токов в региональной энергосистеме / Я. А. Сахаров, В. Н. Селиванов, В. А. Билин, В. Г. Николаев // Physics of Auroral Phenomena, Proc. XLII Annual Seminar. — Apatity, 2019. — Pp. 53 – 56.

Электротехнический справочник: В 3-х т. Т. 2. Электрические изделия и устройства (Под общ. ред. профессоров МЭИ: И. Н. Орлова (гл. ред.) и др. 7-е изд., исп. и доп. — М.: Энергоатмиздат, 1986. — 712 с.

Barnes, P. R. Electric utility industry experience with geomagnetic disturbances / P. R. Barnes, D. T. Rizy, B. W. McConnell // Oak Ridge National Laboratory. — Washington, 1991. 98 p.

Pulkkinen, A. Statistics of extreme geomagnetically induced current events / A. Pulkkinen, R. Pirjola, A. Viljanen // Space Weather. — 2008 Vol. 6, Iss. 7. S07001.

IEEE Guide for Establishing Power Transformer Capability while under Geomagnetic Disturbances. IEEE Std. C57.163-2015.

Dong, X. Consumption Analysis of Exciting Current Harmonics and Reactive Power Consumption from GIC Saturated Transformers / X. Dong, Y. Liu, J. G. Kappenman // Proc. IEEE 2001 Winter Meeting. Columbus, OH. Jan. 2001, Pp. 318 – 322.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.76.44.006