Reactorul de șunt controlat este un dispozitiv pentru compensarea controlată a puterii reactive în rețelele electrice principale. Un reactor de șunt controlat se referă la dispozitive transversale de compensare a puterii reactive [1] , care sunt conectate în paralel cu sistemul electric pentru a modifica parametrii reactivi ai liniilor de curent alternativ (TL) și puterea reactivă consumată în sistem.
Una dintre principalele probleme tehnice în dezvoltarea sistemelor moderne de energie electrică este problema controlului forțat efectiv al fluxurilor de energie prin rețelele electrice principale. În prezent, pe baza circuitelor moderne și a elementelor electronice de putere, au fost dezvoltate o serie de dispozitive eficiente FACTS (Flexible AC Transmission System) https://en.wikipedia.org/wiki/Flexible_AC_transmission_system , concepute pentru a implementa un astfel de control. Unul dintre dispozitivele FASTS sunt reactoarele de derivație controlate (CSR), care îndeplinesc o gamă largă de sarcini în sistemele de alimentare. Spre deosebire de reactorul tradițional de șunt (SR), care este un element pasiv al rețelei și este conceput pentru a compensa puterea de încărcare în exces în liniile electrice de foarte înaltă tensiune (EPL) [2] , CSR este un element activ care vă permite, de asemenea, să controlează modurile sistemului de alimentare. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că CSR-urile au un design mult mai complex decât CSR-urile și, în consecință, necesită costuri mari pentru instalarea și funcționarea lor. Prin urmare, aplicarea lor necesită un studiu de fezabilitate în fiecare caz concret.
Numeroase încercări de a asigura comutarea SR fără consecințe grave în multe țări s-au soldat cu eșec. Faptul este că, odată cu introducerea modurilor rețelelor electrice principale, pornirea și oprirea reactoarelor de șunt trebuie efectuată cel puțin o dată pe săptămână și, în majoritatea cazurilor, mai des - până la zi. De exemplu, un caz tipic de astfel de comutare este o schimbare zilnică a puterii, la care frecvența de comutare a SR duce la epuizarea resurselor echipamentului de comutare. Cu fiecare astfel de operație, durata de viață a comutatoarelor este declanșată, iar reactorul este expus la supratensiuni de comutare și, ca urmare, izolația reactorului se uzează rapid. În plus, oprirea reactoarelor de șunt este periculoasă pentru întreaga rețea electrică, deoarece în cazul unei deconectari bruște a liniei, componenta forțată a supratensiunilor fără reactoare de șunt se dovedește a fi mult mai mare decât valoarea maximă admisă. Ținând cont de toate aceste considerații, aproape toate țările au abandonat comutarea reactoarelor de șunt, ceea ce determină necesitatea analizei modului de transmitere a energiei electrice prin linii în prezența reactoarelor de șunt controlate. Prin urmare, fezabilitatea utilizării CSR pentru liniile de transport de înaltă tensiune este o măsură rezonabilă și promițătoare de îmbunătățire a eficienței principalelor rețele electrice.
Pe baza principiilor abordării de sistem, sistemul de energie electrică poate fi reprezentat ca un ansamblu de rețele cu diverse scopuri și tensiune nominală, care formează anumite niveluri ierarhice pentru fluxurile de energie. Distribuția fluxurilor de energie între rețele este asociată cu manifestarea principiului fundamental al acțiunii minime, care în inginerie electrică se realizează prin legile lui Kirchhoff. Prin urmare, cu o distribuție naturală a fluxurilor de energie între rețele, pierderile acesteia vor fi cele mai mici. Dar atunci când se utilizează un curent alternativ sinusoidal, această concluzie este valabilă pentru putere maximă. În același timp, modul economic cu pierderi minime de putere activă, care ne interesează atunci când evaluăm eficiența transportului de energie, este stabilit doar într-un circuit condiționat de rezistențe active. Studiile au arătat că regimul natural este semnificativ (1,4-1,5 ori) inferior celui economic în ceea ce privește pierderile și, în același timp, rețelele de tensiune joasă sunt supraîncărcate cu fluxuri de transport de energie inadecvate pentru acestea, ceea ce reduce debitul. a întregului sistem de energie electrică. Una dintre măsurile care asigură reducerea pierderilor de energie electrică este optimizarea modurilor de funcționare a liniilor electrice EHV din punct de vedere al tensiunii și puterii reactive. Într-o astfel de formulare a problemei liniilor de transmisie EHV sunt luate în considerare izolat pentru cele mai comune trei moduri de funcționare: modurile minim, maxim și operațional de transmisie a puterii. Expresiile analitice pentru determinarea pierderilor de putere activă în liniile electrice conțin componente ale pierderilor în gol și scurtcircuit. Acestea din urmă sunt, respectiv, direct și invers proporționale cu pătratul tensiunii de pe magistralele stațiilor finale, ceea ce face posibilă alegerea nivelului optim de tensiune. Aceasta oferă o sumă minimă a componentelor acestor pierderi. O analiză a modurilor de funcționare a liniilor de transport electric EHV cu reactoare de șunt controlate a arătat că în cazul aplicării CSR, puterea de încărcare este compensată și fluxul de putere este reglat.