Статический тиристорный компенсатор косвенного действия

Цель работы: изучение применяемых в энергосистемах источников реактивной мощности – статических тиристорных компенсаторов косвенного действия (СТК КД), особенностей их схем и параметров, электромагнитных процессов в них, получение навыков их наладки, испытаний и эксплуатации.

 

6.4.1. Вопросы для самоподготовки

1. Нарисуйте какой-либо вариант схемы СТК косвенного действия, диаграммы фазных напряжений и токов отдельных элементов схемы. Объясните назначение этих элементов.

2. С помощью диаграмм токов одной фазы пояснить какие гармоники присутствуют в этом токе.

3. Какие есть пути для предотвращения прохождения в сеть токов гармоник, кратных трем и гармоник других порядков?

4. С помощью диаграмм фазных напряжений и токов объяснить, почему при регулировании угла управления тиристорами СТК КД не изменяется сдвиг по фазе первых гармоник их токов, в отличие, например, от трехфазного мостового преобразователя.

5. Каковы должны быть величины индуктивности реактора и емкости конденсаторов (соединенных по схеме соединения «звезда») СТК, чтобы получить следующие соотношения между максимальной выдаваемой Q₊ и максимальной потребляемой Q_- реактивными мощностями СТК:

|Q+|=|Q-|;

|Q+|=2 |Q-|;

Q+|= |Q-|?

6. Для каких целей в электрических сетях применяется регулирование реактивной мощности в узле (на подстанции)?

7. Какие способы и средства регулирования потоков реактивной мощности в электрических сетях возможны? Их достоинства и недостатки.

8. Как отсчитывается угол регулирования тиристорно-реакторных групп (ТРГ) СТК? Почему именно так?

6.4.2. Предварительная подготовка

1. Ознакомиться с программой испытаний (п. 6.4.3).

Для заданных параметров СТК КД (табл. 6.1) начертить электрическую схему соединений. На схеме обозначить номера тиристоров. В схему включить приборы для измерения/осциллографирования тока фазы на стороне НН трансформатора, а также измерения реактивной мощности на стороне ВН трансформатора (между СТК и сетью).

Таблица 6.1

Вариант	Схема соединений			Q-, ВА	Q+, ВА	E2Ф, В	α, град. эл.
	Тр-р	ТРГ	БСК*
1	Y / Y	Y	Y	647	456	9	15
2	Y / Y	Δ	Y	646	456	9	30
3	Y / Y	Δ	Y	932	456	9	45
4	Y / Y	Δ	Y	536	456	4,5	60
5	Y / Δ	Δ	Δ	1784	911	9	75
6	Y / Δ	Δ	Y	647	456	9	15
7	Y / Δ	Δ	Y	304	304	6	30
8	Y / Δ	Δ	Δ	646	456	9	45
9	Y / Y	Y	Y	304	304	6	60
10	Y / Y	Δ	Δ	567	456	4,5	75
11	Y / Y	Δ	Δ	932	456	6	15
12	Y / Y	Δ	Δ	646	456	9	30
13	Y / Δ	Δ	Y	647	456	9	45
14	Y / Y	Y	Y	536	456	4,5	30
15	Y / Δ	Δ	Δ	646	456	9	45

*БСК – батарея статических конденсаторов

 

2. Рассчитать необходимые значения емкости конденсаторной батареи и индуктивности реакторов при заданном диапазоне регулирования реактивной мощности. При расчете трансформатор учесть индуктивностью намагничивания трансформатора, определяемой из условия, что ток холостого хода трансформатора I _ХХ=0,333 А, при номинальном фазном напряжении U _1Ф=127 В.

3. При заданном значении угла управления α построить диаграммы фазных напряжений и токов всех элементов схемы (фазных, реакторов, обмоток трансформатора, конденсаторов батареи, сети), напряжения на одном тиристоре.

5. Для заданного угла управления α построить векторную диаграмму токов и напряжений СТК КД.

6. Выполнить подготовительные работы для синхронизации СИФУ и тиристоров ТРГ для заданной схемы СТК КД.

7. Рассчитать и построить зависимости Q_L и Q _СТК от угла управления α и напряжения управления U _УПР.

8. По каждому пункту программы испытаний продумать и перечислить действия (операции), которые надо провести, в том порядке, который необходим для выполнения соответствующего пункта программы. Определите порядок операций по включению СТК и его СИФУ.

9. Подготовить таблицы, системы координат и расчетные выражения для обработки экспериментальных данных.

 

 

Программа испытаний

Данная работа связана с выполнением переключений и измерений на напряжении 220 В. Поэтому следует обращать особое внимание на соблюдение правил электробезопасности.

1. Собрать схему СТК без конденсаторной батареи. Для осциллографирования токов ТРГ в одну из фаз ТРГ включить трансформатор тока с нагрузочным резистором на выводах измерительной обмотки. На стороне высшего напряжения (220 В) подключить измеритель мощности.

2. Провести синхронизацию СИФУ и тиристорной части СТК.

3. Установить угол управления 90 град. эл.

4. Включить СТК и по осциллограммам токов ТРГ и напряжениям на тиристорах, а также по показаниям измерителя мощностей убедиться в правильной работе схемы.

5.Установить угол регулирования СТК 90 град. эл. и на стороне ВН трансформатора измерить мощности и коэффициент нелинейных искажений THD токов фаз.

6. На стороне ВН трансформатора снять зависимости реактивной мощности Q_L и коэффициента THD токов фаз от угла управления тиристорами ТРГ.

7. Отключить питание СТК.

8. Подключить конденсаторную батарею.

9. Включить питание СТК. Снять зависимость реактивной мощности Q _СТК от угла управления тиристорами ТРГ.

9. Установить мощность СТК КД, заданную преподавателем, и снять осциллограммы тока ТРГ и напряжения на тиристорах этой же фазы.

10. Отключить питание СТК. Разобрать схему.

 

 

Содержание отчета

1. Результаты предварительной подготовки.

2. Экспериментальные данные (таблицы, осциллограммы).

3. Графики экспериментальных зависимостей.

Примечание: Каждый этап обработки экспериментальных данных (зависимостей, осциллограмм по п.п. 2, 3) должен сопровождаться анализом и выводами.