Прогрессивные технологии и устройства управления УКРМ, реакторами, АФГ.

Анонс: Переход на цифровую экономику в отечественных реалиях с русскими и импортными технологиями, оборудованием, материалами. Прогрессивные технологии и устройства управления УКРМ, реакторами, АФГ.

Позитивные стороны европейской Industry 4.0 сложно переоценить и старт трансформации в цифровую экономику нового технологического поколения в нашей стране, заданный Президентом РФ в послании Федеральному Собранию от 01.12.2016, Программой «Цифровая экономика Российской Федерации», Указами Президента № 203 и № 204 от 09.05.2017 и 07.05.2018 соответственно, был явно прогрессивным, хотя и довольно «запоздавшим» шагом.

Пакет новых стратегий развития страны в направлении цифровизации, в том числе июньская обновленная версия Энергетической стратегии России, принятая на фоне «коронавирусной истерии» в стране и мире, в целом задали ориентиры развития экономики на близкую и среднесрочную перспективу, однако уже традиционно для нас:

• нормативно-правовая база реформ формируется очень медленно, не в полной мере и избирательно с неправильной расстановкой акцентов приоритета (см. о текущей ситуации с нормативно-правовым регулированием перехода на цифровую экономику здесь);
• несмотря на усиление внимания к импортозамещению для обеспечения безопасности страны, в разных сегментах национального рынка предлагают импортные технологии, оборудование, материалы, причем не столько вследствие лоббирования зарубежных производителей, разработчиков, сколько из-за факта банального отсутствия отечественных аналогов требуемого уровня.
  Так, до сих пор на национальном рынке силовой электроники de facto нет полнофункциональных отечественных программируемых контроллеров на IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor) тиристорах и/или IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) транзисторах (см. более детально о тиристорах, транзисторах и контроллерах для управления реактивной мощностью в этом материале), а небольшая доля российского продукта этого сегмента представлена бесконтактными тиристорными вентилями, подключаемыми в к программируемым контроллерам для управления и адаптации с информационными каналами цифровых электросетей.

Буквально критической можно признать ситуацию с производством отечественных активных фильтров гармоник (АФГ) и, отчасти управляемых шунтирующих реакторов (см. подробнее об управляемых реакторах, коммутируемых тиристорными ключами, здесь). И это при том, что для цифровой трансформации необходима de facto чистая силовая сеть (см. о «чистых» силовых сетях низкого и среднего напряжения в этом материале), в которой:

• нивелированы, как перетоки реактивной мощности, так и риски перекомпенсации или недокомпенсации на фундаментальной частоте с их негативами для сети и нагрузок (см. более детально здесь);
• максимально возможно демпфированы набросы токов гармоник, интер- и сверхгармоник (с учетом их миграции из сетей более высокого уровня напряжений) хотя бы до уровня эмиссии, формализованного в действующих с 01.2021 ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020 и ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020.

Прогрессивные технологии и устройства управления УКРМ, реакторами, АФГ.

На текущий момент безусловными критериями пригодности и эффективности технических средств компенсации всей неактивной мощности (на фундаментальной и нефундаментальных частотах) в силовых сетях объектов являются:

• Быстродействие (скорость отклика до 20 мс) и телекоммуникация с программно-аппаратным комплексом автоматической системы управления (АСУ).
  Или проще – УКРМ с коммутацией ступеней тиристорными вентилями (Thyristor Switched Capacitor - TSC) под управлением программируемого контроллера с портом выхода в информационную сеть объекта, управляемые декомпенсирующие реакторы (Thyristor Controlled Reactor - TCR), в том числе в виде гибридов с коммутируемыми тиристорами конденсаторами (TSC – TCR Configuration), АФГ с блоками управления и силовыми ключами на IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) транзисторах;
• Возможность локализации в определенной точке силовой сети, но с обеспечением минимальных рисков любых искажений параметров качества электроэнергии.
  Т.е. вряд ли целесообразно использовать только тиристорную УКРМТ в сетях с быстроизменяющейся нелинейной нагрузкой из-за рисков пере- или недокомпенсации, но комбинация TSC – TCR решает проблему полностью (см. о комбинированных установках компенсации/декомпенсации реактивной мощности в этом материале);
• возможность избирательной настройки и программирования.
  Например, в УКРМТ возможно, как дробление ступеней на секции с целью большего числа вариантов генерации мощности, так и форсирование мощности для аварийных ситуаций (или скачкообразного роста потребности в реактивной энергии, например, при синхронном запуске нескольких электродвигателей).
  Так, можно в 4 раза увеличить мощность установки:
  - переключением ступеней (конденсаторов) с треугольника на двойной треугольник путем замыкания вершин с серединой противоположной стороны треугольника;
  
  Рис. Форсирование мощности УКРМ переключением ступеней (конденсаторов) с треугольника на двойной треугольник, где 1 – конденсаторы, 2 – контактор или бесконтактный ключ.
  
  - шунтированием реакторами некоторых (или всех) последовательных групп конденсаторов в батарее, включенной в звезду, или использованием шунтирующих реакторов в схемах треугольник-двойной треугольник на участках вершина-середина противоположной стороны треугольника.
  
  Рис. Форсирование мощности УКРМ шунтированием реакторами некоторых) последовательных групп конденсаторов в батарее, включенной в звезду, где 1 – конденсаторы, 2 – контактор или бесконтактный ключ, 3 – шунтирующий токоограничивающий реактор.
  
  
  Важно!

  Любые схемы форсирования мощности следует применять после технического обоснования и превентивных мер по защите конденсаторов от больших перенапряжений.