Статком статический компенсатор реактивной мощности принцип работы. Статический тиристорный компенсатор реактивной мощности. Необходимость компенсации реактивной мощности

Согласно Конституции РФ субъектами РФ являются республики, края, области, города федерального значения, автономная область и автономные округа. Конституционно-правовой статус субъекта РФ характеризуется следующими основными для всех видов субъектов РФ моментами:

1) В соответствии со ст. 5 Конституции РФ республика имеет свою конституцию и свое законодательство, а край, область, город федерального значения, автономная область, автономный округ имеет свой устав и свое законодательство. Конституции (уставы) субъектов РФ закрепляют основы конституционного строя, основы правового статуса личности, государственное устройство, избирательную систему, систему органов государственной власти субъекта РФ, порядок изменения конституций (уставов) субъектов РФ;

2) Каждый субъект РФ имеет свою территорию в пределах границ субъекта РФ. Границы между субъектами РФ могут быть изменены с их взаимного согласия. Государственная власть субъекта РФ распространяется только на его территорию;

3) Субъект РФ имеет свою систему органов государственной власти. Система органов государственной власти субъекта РФ, согласно ст. 77 РФ, устанавливается субъектом РФ самостоятельно в соответствии с основами конституционного строя РФ и общими принципами организации представительных и исполнительных органов государственной власти, установленными федеральным законом. Такой федеральный закон еще не принят, и поэтому субъекты РФ в настоящее время должны руководствоваться основами конституционного строя РФ, которые закрепляют такие общие принципы организации органов государственной власти, как разделение властей, отделение местного самоуправления от государственной власти, светский характер органов государственной власти;

4) Каждый субъект РФ праве иметь свою символику флаг, герб, гимн, а также столицу (центр) субъекта РФ.

Конституционно-правовой статус субъекта РФ, согласно ч. 5 ст. 66 Конституции РФ, может быть изменен по взаимному согласию РФ и субъекта РФ в соответствии с федеральным конституционным законом (такой закон еще не принят). В настоящее время субъекты РФ различаются по наименованию (республики, края, области, города федерального значения, автономная область, автономные округа), а также по особенностям конституционно-правового статуса. По данному критерию выделяются три группы субъектов:

1) Республики. Республики вправе иметь свои конституции, свое гражданство, а также свои государственные языки, гос.символику. Республики образованы по национальному признаку и имеют название в соответствии с названием титульной национальности, проживающей на территории данной республики.
2) Края, области, города федерального значения. Данные субъекты РФ вправе иметь свои уставы, устанавливающие наряду с Конституцией РФ их правовой статус. Москва имеет статус столицы, который выражается в размещении на территории г. Москвы федеральных органов государственной власти, представительств субъектов РФ, а также дипломатических и консульских представительств иностранных государств.
3) Автономная область, автономные округа. Автономные образования образованы, как и республики, по национальному принципу и имеют в наименовании субъекта РФ наименование титульной национальности. В отличие от республик автономные образования не имеют своих конституций (только уставы), своего гражданства, государственного языка. В соответствии с ч. 3 ст. 66 Конституции РФ по представлению законодательных и исполнительных органов автономной области, автономного округа может быть принят федеральный закон об автономной области, автономном округе. Существенной особенностью автономных образований (кроме Еврейской автономной области и Чукотского автономного округа) является вхождение их в состав края или области. В настоящее время в составе Тюменской области находятся Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий округа, в составе Красноярского края - Таймырский и Эвенкийский округа, и др. Конституционный Суд РФ разъяснил, что вхождение автономного округа в состав края, области означает такое конституционно-правовое состояние, при котором округ, являясь равноправным субъектом федерации, одновременно составляет часть другого субъекта Федерации - края или области. Такое вхождение также означает наличие у края, области единых территории и населения, составными частями которых являются территория и население автономного округа, а также органов государственной власти, полномочия которых распространяются на территорию автономных округов в случаях и пределах, предусмотренных федеральным законом, уставами соответствующих субъектов Федерации и договором между их органами государственной власти.

Внимание! Каждый электронный конспект лекций является интеллектуальной собственностью своего автора и опубликован на сайте исключительно в ознакомительных целях.

Проблема государственности субъектов Федерации и, в частности, республик в ее составе, возможности и пределов данной государственности, масштабов и границ суверенности российских республик продолжает оставаться предметом достаточно острых дискуссий. Причем они происходят не столько в научной среде, сколько между различными субъектами политических отношений, поскольку данная проблема не является чисто академической. Характер распределения властных функций между разными уровнями институтов государственной власти определяет их реальные права и следующие из них регулятивные возможности, объем и пределы легитимных полномочий. Неслучайно поэтому, что высказываются прямо противоположные точки зрения - от абсолютного неприятия даже элементов суверенитета субъектов Федерации, расцениваемых как угроза целостности Российского государства и непреодолимое препятствие процессу государственного управления , до абсолютизации суверенитета республик и призыва к еще большей децентрализации государственного устройства.

Во многом это обусловлено тем, что Россия все еще находится в процессе построения обновленного федеративного государства и лишь постепенно обретает те качества и свойства, которые присущи реальному федерализму. Содержащееся в Конституции РФ положение о федеративном характере российской государственности является не констатацией реальных свойств современного Российского государства, а скорее ориентиром и достаточно отдаленной целью его развития. Федеративное государство, существование которого уже провозглашено Конституцией РФ как нечто реально существующее, на деле лишь создается, и процесс этот является болезненным, во многом противоречивым, определяемым борьбой различных политических сил.

Как уже отмечалось, РСФСР, провозглашенная III Всероссийским съездом Советов 25 января 1918 г., хотя и именовалась федерацией, но и фактически, и формально-юридически также таковой не была. Наличие местного самоуправления и отдельных автономных образований в ее составе - а это выдавалось за свойства федерализма - не означало, что Россия действительно являлась федеративным государством. Называясь федерацией, РСФСР на деле не отвечала большинству признаков, присущих действительно федеративному государству. Отсутствовали важнейшие признаки федерализма, такие как делегирование полномочий снизу вверх, от субъектов центру, наличие у субъектов реальных и охраняемых законом прав, что позволяло бы говорить хотя бы об относительной реальности государственности субъектов. К тому же даже и те скромные права, которыми обладали республики и иные регионы в составе РСФСР, были сугубо фиктивными и в условиях царившего тогда в обществе правового нигилизма реально никем и никогда не востребовались. Даже скромные попытки вспомнить о декларированных конституциями правах национально-территориальных образований в ее составе всегда расценивались как сепаратизм (или национал-сепаратизм) и достаточно жестко карались. Отсутствовал сам механизм их реализации, и в силу этого они были лишь ширмой для жестко унитарного по своей природе государства, скрывая всесильную и неограниченную власть центра. Существовали лишь некоторые, чисто внешние атрибуты федерализма, но не реальная федерация с государственностью ее субъектов, пусть даже и в самых слабых их формах.

Согласно одной из точек зрения, современный российский федерализм генетически связан с федерализмом советским при всем его несовершенстве и ограниченности, которые являются источником многих трудностей и бед. Эта позиция не выдерживает какой-либо серьезной критики. Федерализм РСФСР являлся юридической фикцией, никогда не предполагавшейся к реализации, действительному воплощению в жизнь. Неслучайно все попытки конца 1980-х - начала 1990-х годов наполнить новым, реальным содержанием существовавший тогда "фантом федерализма" - советскую квазифедерацию - не увенчались успехом. Они были априори обречены на неудачу. Поэтому строительство подлинно федеративного российского государства происходит в настоящее время практически "с нуля" - в стране, которая еще в недавнем прошлом была жестко унитарной, с соответствующими традициями централизованного государственного управления и ментальностью.

Именно этим можно объяснить многие проблемы современной России - страна еще не вполне прошла до конца весь тот необходимый и трудный путь болезненных проб и ошибок, обретения собственного опыта и определенных традиций, отработки политических технологий и наработки алгоритмов разрешения проблем, которые и позволяют говорить о сколько-либо реальном федерализме. Поэтому России и всем ее субъектам еще предстоит пройти свой собственный путь к подлинному федерализму, что чревато неизбежными ошибками, противоречиями и конфликтами, определенными потерями, метаниями между различными крайностями и болезненным самопознанием.

Как известно, важнейшим признаком любого федеративного государства является особый статус составляющих его территориальных единиц как относительно самостоятельных государственных образований. Специфика Российской Федерации, породившая и порождающая множество проблем, заключается в том, что практически все ее субъекты, и республики в том числе, за редким исключением не имели опыта собственного государственного строительства в прошлом.

Они не обладали прежде государственностью и традициями продолжительного самостоятельного существования. Если не считать периода феодальной раздробленности на Руси или существования ряда государств или протогосударств Поволжья и Сибири до вхождения их в состав Российской империи, в России практически полностью отсутствовали исторический опыт государственного состояния, традиции законотворчества, национально-государственное сознание у абсолютного большинства ее субъектов. И это также является своего рода "детской болезнью", которая усложняет становление реального федерализма и порождает разнообразные проблемы. Если субъекты многих федераций мира в прошлом были самостоятельными государствами, как, например, штаты США , лишь после 11 лет конфедеративного сосуществования добровольно объединившиеся в федеративный союз, то субъекты Российской Федерации не прошли этого пути. Они лишь сейчас обретают одновременно и опыт создания и развития собственной государственности, государственного существования, и также опыт отлаживания, выстраивания своих отношений с федеральным центром. В этом и заключается содержание и основное значение столь болезненно воспринимаемого многими исследователями и публичными политиками России развития государственности субъектов Федерации, и особенно республик в ее составе.

Вряд ли правомерно усматривать в провозглашении и развитии своей государственности российскими республиками центростремительные процессы, опасные для единства страны. Напротив, это процесс становления Федерации, основывающейся не на насилии и принуждении, дисциплине страха и авторитарных методах управления, как это было в прошлом, а на сильных институтах государственности, как в центре, так и в субъектах, четком разграничении и взаимном уважении прав и полномочий друг друга, осознании общности исторической судьбы и геополитического пространства, единства общенациональных и региональных интересов. Сейчас происходит именно то размежевание федерального центра и субъектов в определении полномочий и предметов ведения, которое и способно сделать единство государства прочным и нерушимым.

Нередко в литературе ставится под сомнение самая возможность использования термина "государство" при определении статуса субъектов федерации. При этом, как правило, исходят из тезиса о том, что государственность может быть лишь суверенной, а суверенитет субъектов Федерации всегда относителен. В порядке контраргумента в части использования данного термина для обозначения субъектов федерации, как это принято в конституционном праве ряда государств, тут возможно опереться в качестве примера на конституционный опыт Германии. В соответствии с Основным законом Федеративной Республики Германии (нем. Grundgesetz die Bundesrepublik Deutschland) субъектами федерации выступают "государства-члены" - земли (нем. Gliedstaat). При этом три субъекта (Бавария, Саксония и Тюрингия) официально сохранили исторические наименования "свободные государства", а еще два субъекта официально именуются "вольными городами" (Бремен и Гамбург). Однако такой "разнобой" в названиях отнюдь не приводит к какому-либо умалению или различию их статуса как равноправных субъектов федерации, не происходит и юридической институционализации неравноправия земель Германии.

Не в последнюю очередь различные подходы к проблеме пределов государственности и суверенитета субъектов федерации обусловлены многообразием в понимании содержания категории "государство".

Как известно, важнейшим принципом федеративного устройства Российской Федерации является равноправие ее субъектов. Статья 5 Конституции РФ провозглашает, что все субъекты Федерации равноправны во взаимоотношениях с федеральными органами государственной власти . Исходя из этого, все субъекты Федерации наделены равными правами.

Вследствие этого ст. ст. 71 и 72 Конституции РФ содержат единый для всех без исключения субъектов Федерации перечень предметов исключительного ведения Российской Федерации и предметов совместного ведения Российской Федерации и субъектов Федерации. В соответствии с ними и государства в составе Российской Федерации, и все иные субъекты имеют равные правомочия.

Вместе с тем принцип равенства субъектов Федерации не является абсолютным. Уже сам факт деления их на виды (шесть видов - п. 1 ст. 5 Конституции РФ) означает объективное их неравенство, поскольку различное их наименование предполагает и определенные различия в некоторых сущностных их характеристиках. Исторически сложившееся многообразие форм субъектов Федерации отображает определенную специфику их реального правового статуса. Так, субъектами являются автономные округа, находящиеся в составе других субъектов Федерации - областей, и они в силу этого объективно отличаются по своему статусу от иных субъектов. Хотя п. 4 ст. 5 Конституции РФ и дает им возможность вступать в непосредственные отношения с федеральными органами государственной власти, тем не менее уже сам факт вхождения в иные субъекты означает определенную специфику их правового статуса.

Как уже отмечалось, взамен "асимметричности", заложенной в фундамент РСФСР для решения национального вопроса, действующая Конституция России впервые использовала принцип конституционно-правового равноправия субъектов Федерации и их "внеэтнический", территориальный принцип организации. Это, конечно, не привело, да и не могло привести к фактическому равенству субъектов Федерации, но заложило прочный фундамент в государственное устройство страны, обеспечив устойчивость его федеративных основ.

Национальные республики в составе Российской Федерации являются преемниками автономных республик, входивших в состав РСФСР и обладавших, в отличие от административно-территориальных образований, некоторыми особенностями в статусе. Юридическая констатация равноправия всех субъектов Федерации в Конституции РФ не означает абсолютного и совершенного равенства в их фактическом правовом статусе, а тем более отрицания всей совокупности объективно существующих экономических, социальных, социокультурных и иных различий между ними.

Принцип равноправия - это конституционная модель, идеал, к которому стремится государство, пытаясь в меру имеющихся возможностей выравнивать и реальный правовой статус, и основные экономические, социальные и иные характеристики субъектов Федерации. Государство тем самым не стремится затушевать, а тем более насильственно нивелировать имеющиеся различия, а лишь подчеркивает, что существующие и неизбежные различия не должны привести к особому, принципиально различному статусу республик в составе Российской Федерации. Именно благодаря этому обеспечивается оптимальное сочетание государственной централизации с самостоятельностью, в том числе и правовой, различных субъектов Федерации, позволяющее учитывать своеобразие положения каждого из них в составе государства.

Впервые введенное в российское конституционное право Конституцией РФ 1993 г. понятие "субъект Российской Федерации" отразило стремление подчеркнуть общую природу всех входящих в Российское государство образований - и национально-территориальных, и собственно территориальных - как равноправных и равновеликих членов Федерации.

Равноправие субъектов является основным принципом федерализма и декларируется всеми существующими федеративными государствами. Но в то же время наличие в составе всякой федерации государственно-территориальных образований и иных структурных единиц, основанных на национально-территориальном принципе, практически всегда означает некоторую специфику их реального правового статуса. Кроме того, ст. 11 Конституции РФ допускает заключение дополнительных договоров о разграничении предметов ведения и полномочий между Российской Федерацией и ее субъектами. Данные договоры носят индивидуальный характер, поскольку заключаются между органами государственной власти Российской Федерации и отдельного ее субъекта. В силу этого условия заключенных договоров с различными субъектами также не идентичны - являясь следствием переговорных процессов, они могут предоставлять разным субъектам разные права . Отдельные субъекты в отличие от прочих могут получить право на осуществление некоторой части полномочий, относящихся к ведению самой Федерации. Поэтому их реальный статус также становится несколько отличным от статуса прочих субъектов.

При этом следует отметить, что действующая Конституция РФ признает лишь за республиками статус государств в ее составе (п. 2 ст. 5 Конституции РФ: "Республика (государство) имеет свою конституцию и законодательство"). Это положение является одновременно и констатацией особого статуса национальных республик в ее составе, несколько отличного от положения прочих субъектов, и признанием именно их государственности. Всякая государственность - явление конкретно-историческое, предполагающее наличие определенных исторических, экономических, социокультурных и этнографических признаков. Встречавшиеся в истории современной России попытки "повысить" статус отдельных краев и областей "до уровня" республик были вызваны не столько реальным недостатком прав и возможностей конкретных субъектов Федерации, сколько политическими амбициями их руководителей. Искусственное создание государственности, а тем более квазигосударственности, всегда обречено на неуспех.

Предметом острых дискуссий с начала 1990-х годов остается также проблема суверенности государств в составе Российской Федерации.

Многие федеративные государства образовывались договорным или конституционно-договорным путем, вследствие добровольного объединения суверенных государств, по собственной воле отдавших федеральному центру часть своих полномочий. Отказ от них и следующее из этого образование государственности на федеральном уровне было волеизъявлением самих суверенных государств. Реализация общепризнанного международным и конституционным правом права народов на самоопределение и ведет к образованию всякой федерации. Неслучайно в преамбуле Конституции РФ 1993 г. говорится о том, что данная Конституция принята многонациональным народом России исходя из принципов равноправия и самоопределения.

Формально вопрос о суверенитете субъектов Федерации и составляющих его содержание суверенных правах исторически возник в отечественной конституционной доктрине в силу того, что такие положения содержались в конституциях ряда республик, а также Федеративном договоре от 31 марта 1992 г. Его острота не в последнюю очередь была связана с тем, что термин "суверенитет" (в самом разном значении и для самых разных целей) активно использовался в политических дискуссиях.

Однако в силу положений ст. ст. 5, 71 - 73 и 76 Конституции РФ Федеративный договор действует только в части, не противоречащей ей. Аналогично вопрос обстоит и с конституциями субъектов Федерации. Конституция РФ не содержит положений, наделяющих субъекты Федерации государственным суверенитетом. Конституционный Суд РФ , как известно, также исходит из правовой позиции об отсутствии у субъектов Федерации государственного суверенитета.

Таким образом, "противоречие" между положениями федеральной Конституции и конституциями республик в ее составе является мнимым. Суверенность государства определяется не наличием записи об этом в конституции, а объемом его полномочий и прав.

Другое дело, что представления о суверенитете государства претерпели существенную модификацию по сравнению с первоначальными, сложившимися в период борьбы с феодальной раздробленностью и формирования крупных централизованных государств. Государственный суверенитет есть своеобразный синдром политического развития человечества, и это развитие привносило и привносит в теорию и практику суверенитета новеллы, диктуемые эпохой и потребностями самих государств. Попытки реанимировать представления о суверенитете, сложившиеся четыре столетия назад, могут привнести в общественную практику немало деструктивного, не способны предложить ориентиры, адекватные потребностям социального и политического прогресса. Речь сегодня идет об отказе от абсолютизации суверенитета, несовместимого ни с правами народа в целом или отдельного человека , ни с правами самого государства.

В данном контексте существенный интерес представляет первый опыт обращения Конституционного Суда РФ к проблемам федерализма, связанный с проверкой конституционности ряда актов Республики Татарстан, принятых в 1990 - 1992 гг. В Постановлении Суда по этому делу указано на то, что в Декларации о государственном суверенитете Республики Татарстан от 30 августа 1990 г. не упоминается о ее пребывании в составе РСФСР, вследствие чего из республиканской Конституции были изъяты положения о нахождении Татарстана в составе России и верховенстве федеральных законов на территории Республики. Кроме того, в республиканский учредительный акт были внесены положения о том, что отношения Республики с Российской Федерацией строятся лишь на основе договоров между ними, а сама Республика выступает в качестве суверенного участника международного общения и субъекта международного права . Логическим завершением этого "юридического сепаратизма" явился вынесенный на республиканский референдум вопрос о татарстанской государственности, в самой формулировке которого воплощалось новое нормативное определение государственного статуса Республики Татарстан, которое не укладывалось в рамки Конституции РСФСР 1978 г., возможно, оказавшиеся слишком узкими для развивающихся федеративных отношений.

Что касается Москвы как муниципальной единицы, наделение ее данным статусом обусловлено урбанизационной формой. Так, согласно ст. 14 Федерального закона от 6 октября 2003 г. N 131-ФЗ "Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации" с целью решения вопросов местного значения в компетенцию местных органов самоуправления входят водоснабжение и транспортное обслуживание населения. С одной стороны, данные системы такого города, как Москва, должны функционировать как единое целое, но с другой - в данной сфере запрещена деятельность государственных органов власти: это сфера деятельности местного самоуправления. По нашему мнению, урбанизированная форма Москвы не должна выступать основанием превращения ее в муниципальную единицу, а органов государственной власти - в муниципальные органы путем лишения города статуса субъекта Федерации.

Конституционно-правовой статус автономных округов, автономной области

Эти ограничения в статусе губернатора компенсируются расширением компетенции высшего должностного лица области путем придания ему статуса полномочного представителя Президента РФ в Калининградской области. Такой статус позволяет губернатору области координировать деятельность территориальных органов федеральных органов исполнительной власти в регионе (включая "силовиков"), обеспечивать непосредственный федеральный контроль в финансовой сфере и т.п., т.е. выполнять функции "инструмента федерального вмешательства" в дела Калининградской области.

В целях повышения оперативности в формировании необходимой законодательной базы в Калининградской области губернатору может быть предоставлено право издавать акты (указы), имеющие силу закона Калининградской области, при условии, что такие акты не противоречат Конституции РФ, федеральным законам, Уставу (Основному закону) и законам Калининградской области, а их действие во времени ограничивается периодом до принятия соответствующих законодательных актов.

Главы районов области назначаются губернатором Калининградской области.

Руководители "силовых" структур Калининградской области являются по должности заместителями министров соответствующих федеральных министерств и ведомств.

Статус Калининградской областной думы не меняется. Она является постоянно действующим высшим и единственным органом законодательной власти Калининградской области. Единственное ограничение касается следующих вопросов:

в случае вынесения недоверия губернатору вопрос о его отставке решает не Калининградская областная дума, а Президент РФ;
в случае преодоления Калининградской областной думой решения губернатора об отклонении закона Калининградской области губернатор может использовать механизм "отлагательного вето" (отложить на шесть месяцев подписание спорного закона и создать согласительную комиссию).

2. Установление особенностей в применении общефедерального экономического законодательства на территории области.

В Калининградской области могут устанавливаться временные изъятия из общефедерального экономического (налогового, таможенного, бюджетного и др.) законодательства.

Президент РФ может своими указами регулировать особенности экономической деятельности в Калининградской области до принятия соответствующих федеральных законов.

Калининградская область раньше, чем Россия в целом, может быть подключена в качестве ассоциированного участника к процессу расширения Европейского союза (на основе международных договоров и соглашений Российской Федерации, а также соответствующего федерального законодательства).

В целях усиления централизации государственного управления Калининградской областью и проведения единой экономической политики можно было бы в дальнейшем использовать такие косвенные механизмы, как установление дополнительных количественных ограничений (предельный объем дефицита бюджета , предельный объем государственного долга субъекта Федерации, предельный объем заимствований) и качественных требований (обеспечение минимальных государственных стандартов финансирования бюджетных услуг) к бюджетной политике и бюджетному процессу в Калининградской области.

На многих промышленных предприятиях для улучшения гармонического состава сети устанавливаются Они не только улучшают гармонический состав сети, но и компенсируют реактивную энергию, улучшая тем самым коэффициент мощности сети cosφ.

На предприятиях с резко-переменной нагрузкой при отключении какого-либо из потребителей могут возникать проблемы с тем, что cosφ может становиться больше единицы. Для того чтобы не отдавать реактивную мощность обратно в сеть необходимо отключить фильтр от цепи, как делается при секционном регулировании в . Но если отключить фильтр от цепи, он перестанет сглаживать гармоники, то есть теряется смысл его установки. Разбивать ФКУ на секции и вводить посекционно — дорого, требует огромных площадей и большого числа коммутационной аппаратуры. Для решения этой задачи был создан статический компенсатор реактивной мощности или декомпенсатор.

Он состоит из тиристорного регулятора напряжения (ТРН) и реактора, подключенного через вентильный ключ к цепи. Мощности реактора и ФКУ равны. При изменении cosφ>1 тиристорный регулятор увеличивает ток реактора, чем увеличивает реактивную составляющую потребляемую этими реакторами, тем самым выравнивая баланс мощности в заданном диапазоне. На рис.1 приведена схема этого устройства

Рис.1 Схема включения статического компенсатора

Главным достоинством статического компенсатора является быстрое и плавное изменение реактивной составляющей цепи. При его применении можно регулировать cosφ в заданных пределах в автоматическом режиме.

Статический тиристорный компенсатор со шкафом управления не может быть расположен на улице, они всегда располагаются в помещении. ФКУ может быть расположено как в помещении, так и снаружи. Фильтры и реакторы могут соединяться шинами или кабелями в зависимости от токов и напряжений установок. На рис.2 показан пример размещения оборудования

Как видно из рис.2 в помещении находится система управления статическим компенсатором и вентильный ключ. Через шины он соединяется с реакторами и фильтрами высших гармоник, которые находятся на улице.

Система охлаждения тиристорного регулятора, как правило воздушная. Она дешевле жидкостной, легче в эксплуатации, не требует дополнительных узлов электроники, механики, вращающихся компонентов. Также, воздух, проходящий через вентиляционные шахты, преобразователя охлаждает не только силовые модули, но и R-C цепи (служащие для защиты тиристоров от перенапряжений) и другие элементы. Если токи слишком большие, а размеры аппаратуры ограничены, применяют жидкостное охлаждение.

Статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности автоматизированы. Управление осуществляется как в автоматическом режиме, так и в ручном с панели оператора. Данные о работе устройства могут записываться в память статического тиристорного компенсатора и таким образом вести учет компенсируемой энергии за промежуток времени, а также хранится данные о всех неисправностях, методах их устранения. Это очень удобно для анализа потребляемой энергии, статистических данных по электроснабжению, а также проводить качественный анализ сети в различных режимах работы.

Вывод: статический тиристорный компенсатор очень удобен для предприятий с наличием высших гармоник и резко-переменной нагрузкой. Он позволяет плавно регулировать реактивную энергию в цепи, а также фильтровать высшие гармоники, улучшая тем самым качество сети.

накладывается переменный поток сетевой обмотки, то результирующий поток смещается в область насыщения стержней магнитопровода. В свою очередь, насыщение стержней приводит к появлению тока в сетевой обмотке. При вводе или выводе энергии из контура управления возникает переходный процесс увеличения или уменьшения сетевого тока и соответственно потребляемой реактором реактивной мощности.

Рисунок 3.8. Схема УШР с подмагничиванием

Регулирование тока сетевой обмотки реактора производится по пропорциональному закону, в котором угол управления тиристорами источника выпрямленного тока изменяется по линейному закону в зависимости от рассогласования между заданным напряжением уставки и напряжением в точке подключения реактора.

Рисунок 3.9. Регулирование тока сетевой обмотки

Существует четыре основных вида подмагничивания реакторов:

1. Реакторы с продольным подмагничиванием – управляющий постоянный магнитный поток совпадает по направлению с переменным рабочим потоком, такие реакторы имеют резко нелинейные вольт-амперные характеристики, причем степень нелинейности возрастает с уменьшением подмагничивания.

2. Реакторы с поперечным подмагничиванием – управляющий магнитный поток направлен перпендикулярно переменному рабочему потоку. При этом характеристики намагничивания по продольной оси симметричны относительно начала координат. Реакторы такого типа имеют практически линейные вольт-амперные характеристики, наклон которых определяется током управления. Кроме того отсутствие прямой электромагнитной связи между ОУ и СО облегчает получение высокого быстродействия. Поэтому поперечное подмагничивание имеет ряд преимуществ перед продольными, однако уступает в эффективности намагничивания (приращение реактивной мощности на единицу напряжения управляющего поля).

3. Реакторы с продольно-поперечным подмагничиванием – имеют участки как с продольным, так и с поперечным подмагничванием, что позволяет получить оптимальную функциональность по отношению к реакторам с только продольным или только поперечным подмагничиванием.

4. Реакторы с кольцевым подмагничиванием – по конструктиву близки к электрической машине с заторможенным ротором. Регулировочные характеристики реактора аналогичны характеристикам реактора с продольным подмагничиванием и имеют существенную нелинейность. К недостаткам таких реакторов относится: невозможность пофазного управления и сложность изготовления.

Области работы магнитной системы УШРП на кривой намагничивания электротехнической стали определяются степенью намагничивания постоянным током (рисунок 3.10).

Диаграммы, поясняющие принцип действия и основные режимы работы УШРП приведены на рисунке 3.11. При отсутствии тока подмагничивания реактора формируемый магнитный поток близок к синусоидальному, поскольку магнитная система работает на начальном участке кривой намагничивания. В результате в сетевой обмотке реактора наводится противодействующая ЭДС и мощность потребляемая реактором из сети не превышает 3–5% от номинального значения.

По мере намагничивания магнитной цепи реактора происходит смещение по кривой намагничивания в область насыщения, в результате чего уменьшается амплитуда изменения потока, а следовательно и противодействующая ЭДС в сетевой обмотке и реактор загружается по реактивной мощности.

В режиме полного насыщения (максимальный постоянный ток в обмотке управления) магнитная система УШРП работает на участке насыщения и создаваемая противоэдс минимальна.

Ток фазы I

Ток управления I

Магнитные потоки Ф, Ф2

Рисунок 3.11. Осциллограммы физических величин УШРП с изменением степени намагничивания во времени

Рисунок 3.12. УТРТ

Схема УТРТ близка к схеме УШРТ, отличается тем, что ректоры LR совмещены с индуктивностью рассеяния согласующего трансформатора T. Таким образом, трансформатор имеет индуктивность рассеяния равную 100 %. Ток

трансреактора регулируется изменением углов управления одной равнозначной по мощности тиристорной группой.

В другой модификации УТРТ используется многоступенчатый принцип изменения реактивной мощности, однако, реакторы основанные на данной схеме в настоящее время не выпускаются.

УШРВ представляет собой упрощенную модификацию УШРТ, тиристорные вентили которого заменены на более дешевые вакуумные выключатели.

Рисунок 3.13. УШРВ.

Принцип действия УШРВ следующий. При изменении напряжения на шинах ПС автоматический регулятор АР с помощью распределителя управляющих воздействий РУВС подключает или отключает тем ступенями необходимое количество реакторных секций, воздействуя тем самым на потребляемую реактивную мощность и обеспечивая поддержание напряжения в заданных уставкой пределах.

Регулятор имеет два канала:

Медленно действующий – обеспечивающий минимальное число коммутаций и отрабатывающий только два максимума суточного графика нагрузки.

Быстродействующй – реагирующий на существенное увеличение напряжения или на команду внешней автоматики, например при гашении дуги в паузе ОАПВ.

LRo – дополнительный реактор в нейтрали трансформатора, для гашения дуги подпитки, при этом включаются все реакторы Q2 и размыкается треугольник Q3 (КБ отсутствует).

Второй вариант гашения аналогичен УШРТ отключаютя выключатели Q2 неповрежденных фаз и отключением выключателя Q3 в треугольник вводится КБ.

Лекция 4 Поперечный компенсатор второго поколения FACTS устройств

Статический синхронный компенсатор (СТАТКОМ) или static synchronous compensator (STATCOM) – это устройство на базе статического преобразователя, работающее в качестве статического компенсатора реактивной мощности, чей емкостный или индуктивный выходной ток может изменяться независимо от переменного напряжения сети.

СТАТКОМ является одним из основных устройств FACTS, на его основе могут быть реализованы вставки постоянного тока и различные комбинированные устройства продольно-поперечной и продольно-продольной компенсации . При этом, СТАТКОМ может быть реализован и на основе источника напряжения (предпочтительно), и на основе источника тока.

Рисунок 4.1. СТАТКОМ на базе источника напряжения и источника тока

Устройство СТАТКОМ в общем случае содержит (см. рисунок 4.2):

- статический преобразователь, способный работать в различных режимах потребления и генерации активной и реактивной мощности и обычно располагающийся в закрытом помещении (красный);

- согласующий трансформатор для подключения к шинам высокого напряжения (желтый);

- звено постоянного тока (выпрямленного напряжения), обеспечивающее стабильность тока (напряжения) для реализации модуляции синусоидальных токов (напряжений) (голубой);

- пассивные фильтры (зеленый).

Рисунок 4.2. Вставка постоянного тока на базе двух СТАТКОМ

Существуют различные схемы реализации СТАТКОМ. Один из возможных вариантов СТАТКОМ с преобразователем напряжения представлен на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3. Упрощенная принципиальная схема СТАТКОМ

Для определения функциональных возможностей СТАТКОМ необходимо рассмотрение принципа работы силового оборудования. Рассматривая принципиальную схему, стоит отметить следующее:

- имеющиеся в составе СТАТКОМ фильтры не оказывают существенного влияния на его характеристики с точки зрения описания процессов протекающих в СТАТКОМ, и их роль будет рассмотрена позднее;

- статический преобразователь формирует напряжение близкое к гармоническому в довольно широком спектре частот (вплоть до частоты коммутации вентилей) и может быть замещено источником ЭДС при условии пренебрежения потерями;

- реактор и трансформатор без учета потерь могут быть представлены индуктивным сопротивлением – сопротивлением связи между шинами подстанции и статическим преобразователем.

Таким образом, схема замещения СТАТКОМ (рисунок 4.4) аналогична схеме замещения синхронной электрической машины. А поскольку сходными также являются и характеристики этих устройств, то становится понятна и причина названия данного статического устройства – статический синхронный компенсатор.

Рисунок 4.4. Схема замещения СТАТКОМ

Полная мощность устройства определяется по выражению

S = 3 С sin α − j3С cos α −С ,

а поскольку напряжение статического преобразователя может быть управляемо как по модулю, так и по фазе, и при этом независимо по трем фазам, то потребляемая активная и реактивная мощности могут быть изменены независимо друг от друга. Таким образом, СТАТКОМ может работать в четырех квадрантах, но лишь кратковременно, поскольку потребление или генерация активной энергии ведет к ее накоплению или отбору из конденсаторных батарей на стороне выпрямленного напряжения,

то есть изменению напряжения и выход его за допустимые пределы. Векторные диаграммы напряжений и токов, поясняющие принцип действия СТАТКОМ приведены на рисунке 4.5.

I SjX LS

Рисунок 4.5. Векторные диаграммы напряжений и токов СТАТКОМ

1 – генерация реактивной мощности;

2 – потребление активной мощности;

3 – генерация активной мощности;

4 – потребление реактивной мощности.

Длительное потребление или генерация активной мощности СТАТКОМ возможна только в случаях, если он является составляющей комбинированного устройства компенсации или вставки постоянного тока, либо в случае, когда на стороне выпрямленного напряжения установлен накопитель энергии, например аккумуляторная батарея.

С учетом вышесказанного диаграмма мощности, определяющая области допустимой работы СТАТКОМ – степень участия СТАТКОМ в управлении режимами, приведена на рисунке 4.6.

Область допустимой длительной работы СТАТКОМ ограничена номинальным значением тока и напряжения на стороне выпрямленного напряжения статического преобразователя. В кратковременных режимах допускается превышение тока выше номинального вплоть до двукратного, что положительно сказывается на влиянии СТАТКОМ на режим энергосистемы в аварийных и послеаварийных режимах их работы.

С появлением мощных высоковольтных полностью управляемых приборов типа IGCT и IGBT началось внедрение нового типа устройств, называемых СТАТКОМ (статический синхронный компенсатор), задачей которых является улучшение качества электроэнергии и повышение эффективности систем ее передачи и распределения за счет компенсации реактивной мощности , регулирования напряжения и повышения устойчивости работы энергосистем. По сравнению с СТК и другими традиционными устройствами компенсации реактивной мощности СТАТКОМ имеет ряд преимуществ, приведенных ниже:
. Лучшие динамические характеристики;
. Возможность поддержания номинального емкостного выходного тока при низком напряжении системы, что, в свою очередь, обеспечивает более высокую динамическую устойчивость передачи по сравнению с СТК;
. Благодаря высокой частоте переключения приборов, СТАТКОМ может осуществлять активную фильтрацию гармонических токов нагрузки;
. Требует меньше места для установки (приблизительно в два раза по сравнению с СТК);
. Меньший уровень активных потерь.

1 Теория СТАТКОМа

СТАТКОМ представляет собой управляемый источник напряжения (УИН) с внутренним сопротивлением, практически равным нулю. Его подключение к сети производится через линейный реактор, обеспечивающий преобразование разности напряжений сети и УИН в выходной ток СТАТКОМа, т.е. превращения источника напряжения в источник тока (рис.1).

Рис. 1. Однолинейная схема подключения СТАТКОМа к сети

Векторная диаграмма напряжений, иллюстрирующая режимы работы СТАТКОМа, показана на рисунке 2. В режиме потребления реактивной мощности выходное напряжение преобразователя меньше напряжения линии и находится с ним в фазе. В режиме генерации - выходное напряжение преобразователя больше напряжения на линии и так же в фазе с ним.

Рис. 2. Векторная диаграмма напряжений в различных режимах работы СТАТКОМа

Наша компания производит два типа СТАТКОМа:
. Одноуровневые типа D-СТАТКОМ с подключением к шинам 6-10 кВ через понижающий трансформатор. Такие устройства используются в распределительных сетях промышленных предприятий и энергосистем для решения локальных задач улучшения показателей качества электроэнергии, симметрирования нагрузки и компенсации реактивной мощности.
. Многоуровневые бестрансформаторные СТАТКОМы, подключаемые непосредственно на шины среднего напряжения от 6 до 35 кВ. Многоуровневые СТАТКОМы применяются для снижения вредного воздействия на сеть мощных быстропеременных нагрузок типа дуговых сталеплавильных печей и повышения динамической устойчивости в сетях высокого напряжения. .

Описание D-СТАТКОМа

Пример однолинейной схемы D-СТАТКОМа представлен на рис 1. Схема включает в себя трехфазный инвертор напряжения с номинальным напряжением 550 - 600 В, понижающий трансформатор, сетевой фильтр и коммутационную аппаратуру.

Рис.1. Однолинейная схема СТАТКОМа

Перечень основного оборудования, входящего в объем поставки комплекта СТАТКОМ, приведен в таблице 1.

Таблица 1.

	Наименование	Кол-во	Стандарт
1.1	Трехфазный инвертор напряжения на основе полностью управляемых вентилей с использованием широтно-импульсной модуляции с жидкостным охлаждением для быстрого контроля реактивной мощности	1	IEC 146-2 IEC61800-3 EN 50178
1.2	Трехфазный реактор со стальным сердечником.	1	IEC289
1.3	Трехфазный сетевой фильтр.	1	EN60831
1.4	Трехфазный разъединитель между трансформатором и инвертором	1	EN62271
1.5	Система управления и защиты для симметрирования напряжения, защиты, контроля и т.д.	1	EN 60439-1 EN60529
1.6	Шкаф для размещения оборудования позиций 1.1-1.5 с двухсторонним доступом, освещением и цепями питания (4000х1000х2300мм, общий вес поз.1.1-1.6: 5500 кг)	1	IEC 439-1
1.7	Шкаф системы жидкостного охлаждения с двумя насосами и теплообменным агрегатом типа «вода-вода» (2100х950х1800 мм, вес 1200 кг)	1
2	Трехфазный силовой трансформатор сухой с естественным воздушным охлаждением внутренней установки	1	IEC 76

В комплект поставки оборудования СТАТКОМ также входят

комплектующие и материалы для монтажа внутренних соединений преобразователя;
запасные части на время проведения пуско-наладочных работ;
комплект эксплуатационной документации на оборудованиеСТАТКОМ

Система управления СТАТКОМа

Система управления СТАТКОМа осуществляет непрерывный контроль сетевого напряжения и тока нагрузки, осуществляет симметрирование активной мощности, компенсацию реактивной мощности нагрузки и стабилизацию напряжения на шинах среднего напряжения, а также мониторинг состояния оборудования СТАТКОМа и его защиту в аварийных ситуациях.
Система управления поставляется в шкафном исполнении.
Класс защиты шкафа от попадания твердых предметов и воды - IP 31 по ГОСТ 14254-96.
Цвет шкафа - RAL 7035.

Ширина 1200 мм
Глубина 1000 мм
Высота 2300 мм
Вес 500 кг

Примерный вид шкафов тиристорного преобразователя (инвертора) с системой управления представлен на рис. 2.

Рис.2. Внешний вид шкафов тиристорного преобразователя (инвертора) и системы управления СТАТКОМ.

Система водяного охлаждения

Система водяного охлаждения СТАТКОМ оборудована двумя насосами, один из которых является резервным, фильтрами грубой и тонкой механической очистки деионизированной воды, а также средствами измерения и контроля основных параметров теплоносителя.
Основными параметрами, контролируемыми автоматикой системы охлаждения, являются:
- температура теплоносителя,
- проводимость теплоносителя,
- расход теплоносителя,
- давление в контуре охлаждения тиристорного преобразователя (инвертора).
Класс защиты шкафа системы охлаждения от попадания твердых предметов и воды - IP 31 по ГОСТ 14254-96.
Предварительные габаритные размеры шкафа:

Ширина 950 мм
Глубина 2100 мм
Высота 1793 мм
Вес, не более 1000 кг

Условия эксплуатации:
Высота над уровнем моря: не более 1000 м
Климат: континентальный
Мин/Макс. температура окружающей среды:
для оборудования внутренней установки: +20°С/+30°C
Уровень загрязнения: средний
Уровень влажности: 30-100%, без конденсата

Описание многоуровневого СТАТКОМа

В случае прямого (бестрансформаторного) подключения СТАТКОМа к сетям среднего класса напряжения применяются многоуровневые преобразователи. Одним из таких преобразователей является преобразователь на основе Н-мостов. Важнейшим достоинством данной конфигурации является её модульность, что позволяет легко производить масштабирование СТАТКОМа при переходе к различным уровням напряжения и облегчает условия эксплуатации и обслуживания электроустановки.
На рисунке 1 в качестве примера показана фаза 7-ми уровневого преобразователя на базе Н-моста и форма его выходного напряжения в режиме генерации реактивной мощности. Для каскадного многоуровневого инвертора полное выходное напряжение является суммой выходных напряжений отдельных модулей H-мостов. Каждое отдельное выходное напряжение получается с использованием ШИМ модуляции со сдвигом фазы коммутации для каждого моста. Особенностью данной конфигурации преобразователя является то, что при увеличении класса напряжения, а, следовательно, и числа последовательно включенных Н-мостов, форма выходного напряжения все более приближается к идеальной синусоиде.

Рис. 1. Фаза 7-ми уровневого преобразователя на базе Н-моста и форма выходного напряжения в режиме генерации реактивной мощности.

Пилотный проект многоуровневого СТАТКОМа был реализован в 2011 г. в энергосистеме China Southern Power Grid. Установка, содержащая 2 СТАТКОМа, была смонтирована на ПС 500 кВ энергосистемы China Southern Power Grid (Китай).
В таблице 1 представлены основные характеристики установки.

Каждая фаза преобразователя содержит 26 последовательно соединенных модулей HBMU, два из которых являются избыточными. Предусмотрено автоматическое шунтирование поврежденного модуля при его отказе. На рис.2-а приведена топология СТАТКОМА. Принцип смещенной ШИМ-модуляции обеспечивает эквивалентную частоту коммутации 10 кГц при частоте коммутации одного моста 400 Гц, что минимизирует содержание высших гармоник в выходном напряжении и токе, форма которых приведена на рис.2-б.

Рис. 2. Топология СТАТКОМа (а) и форма выходного тока и напряжения (б)

Фаза преобразователя, состоящая из 26 модулей HBMU (фото на рис. 3) монтируется в виде одной конструкции и помещается внутри одного контейнера. Там же размещается система жидкостного охлаждения. Общая система управления установлена в отдельном контейнере. Два преобразователя с фазными реакторами подключаются к сети 500 кВ через специальный трансформатор 500/35 кВ.

Рис. 3. Фото одной фазы преобразователя

Рис. 4. Общий вид установки

Функциональные испытания пилотного образца, включающего два СТАТКОМа на напряжение 35 кВ и номинальную мощность ±100 Мвар, дали следующие результаты:

. Время отклика (задержки) на ступенчатое изменение уставки не превышает 4 мс;
. Полное восстановление работы СТАТКОМА происходит через 0,26 сек после пробоя любого моста.
. Суммарный уровень высших гармоник до 50 порядка в выходном токе составил около 1,2%.
. Суммарные потери не превысили 2,1 МВт или 1,05% от полной реактивной мощности установки.