Управляемые шунтирующие реакторы (УШР) предназначены для стабилизации напряжения сети в точке их подключения путем плавного автоматического регулирования потребляемой реактивной мощности. В Западной Европе и Северной Америке традиционно применяются реакторы с переключением отпаек. В России, Казахстане, Белоруссии, Анголе, Китае и ряде других стран получают все большее распространение реакторы, в которых плавное изменение потребляемой реактивной мощности обеспечивается либо насыщением участков магнитной системы (УШР с подмагничиванием), либо изменением угла управления тиристорных вентилей, шунтирующих вторичную вентильную обмотку реактора (УШРТ или УШР трансформаторного типа). Число вводимых в эксплуатацию УШР в электрических сетях всех классов напряжения от 35 до 500 кВ непрерывно растет и приближается к 150, из которых подавляющее большинство составляют УШР с подмагничиванием серии РТУ [1], в т. ч. более 20 реакторов мощностью 180 МВАр напряжением 330 и 500 кВ. Семь УШР эксплуатируются в качестве линейных реакторов, участвуют вместе с ВЛ-500 в коммутационных режимах ввода (опробования), вывода в ремонт и циклах ОАПВ.
Первый реактор этой серии мощностью 25 МВАр типа РТУ-25000/110 был изготовлен 20 лет назад и после сетевых испытаний на стенде НТЦ ВЭИ в г. Тольятти введен в эксплуатацию в Пермэнерго на ПС «Кудымкар» параллельно с конденсаторной батареей (БСК). УШР серии РТУ напряжением 35–110 кВ сравнительно небольшой мощности (25...50 МВАр) имеют сетевую обмотку (СО) и совмещенную вторичную обмотку управления (ОУ). Реакторы большей мощности (63, 100 и 180 МВАр) и напряжения (110–500 кВ), которые более распространены и универсальны, наряду с первичной СО имеют две отдельные вторичные обмотки – управления (ОУ), с помощью которой регулируется степень насыщения реактора и потребляемая реактивная мощность, и компенсационную обмотку (КО), в которой замыкается, не выходя в сеть, наиболее мощная третья гармоника в токе реактора.
На рис. 1 приведена электромагнитная схема таких УШР серии РТУ трехобмоточного исполнения, а на рис. 2 и 3 – расчетные осциллограммы изменения токов во всех обмотках реактора и индукций в полустержнях одной из фаз в процессе набора потребляемой реактивной мощности от минимального (холостого хода) до номинального значения. Поскольку установленная мощность трансформатора с преобразователем (ТМП) составляет 1 МВА, компенсационная обмотка рассчитывается на длительное протекание максимального тока третьей гармоники и выполняется уменьшенного сечения (если на КО не предусматривается другой дополнительной нагрузки).