Мерки за подобряване на стабилността и непрекъснатата работа на електропроводи на дълги разстояния

Стабилността на паралелната работа на електропровода играе най -важната роля при предаването на електрическа енергия на дълги разстояния. Според условията за стабилност, капацитетът на предаване на линията нараства пропорционално на квадрата на напрежението и следователно увеличаването на напрежението на предаване е един от най -ефективните начини за увеличаване на натоварването на една верига и по този начин намаляване на броя на паралелните вериги.

В случаите, когато става въпрос за предаване на много големи мощности от порядъка на 1 милион kW или повече на дълги разстояния, това е технически и икономически нецелесъобразно, тогава се изисква много значително увеличаване на напрежението. В същото време обаче размерът на оборудването, неговото тегло и цена, както и трудностите при неговото производство и развитие, се увеличават значително. В тази връзка през последните години се разви мерки за увеличаване на капацитета на преносните линиитова би било евтино и в същото време доста ефективно.

От гледна точка на надеждността на предаването на енергия, има значение как статична и динамична стабилност на паралелната работа… Някои от обсъжданите по -долу дейности са от значение за двата вида устойчивост, докато други са предимно за един от тях, които ще бъдат разгледани по -долу.

Скорост на изключване на скоростта

Общоприетият и най -евтиният начин за увеличаване на предаваната мощност е намаляване на времето за изключване на повредения елемент (линия, нейната отделна секция, трансформатор и т.н.), която се състои от времето за действие релейна защита и времето на работа на самия превключвател. Тази мярка се прилага широко върху съществуващите електропроводи. Що се отнася до скоростта, през последните години бяха постигнати много големи успехи както в областта на релейната защита, така и в прекъсвачите.

Скоростта на спиране е важна само за динамична стабилност и главно за взаимосвързани преносни линии в случай на аварии на самата преносна линия. За блокови предавания на енергия, където авария на линията води до спиране на блока, динамичната стабилност е важна в случай на аварии в приемащата (вторична) мрежа и затова е необходимо да се погрижите за най -бързото отстраняване на аварията в тази мрежа.

Приложение на високоскоростни регулатори на напрежение

В случай на къси съединения в мрежата, поради потока на големи токове, винаги има едно или друго намаляване на напрежението. Намаляване на напрежението може да възникне и по други причини, например при бързо увеличаване на натоварването или при изключване на мощността на генератора, в резултат на което мощността се преразпределя между отделните станции.

Намаляването на напрежението води до рязко влошаване на стабилността на паралелната работа… За да се елиминира това, е необходимо бързо увеличаване на напрежението в краищата на предаването на мощност, което се постига чрез използване на високоскоростни регулатори на напрежение, които влияят върху възбуждането на генераторите и увеличават тяхното напрежение.

Тази дейност е една от най -евтините и ефективни. Необходимо е обаче регулаторите на напрежението да имат инерция, а освен това системата за възбуждане на машината трябва да осигурява необходимата скорост на нарастване на напрежението и неговата величина (кратност) спрямо нормалното, т.е. т.нар. таван «.

Подобряване на хардуерните параметри

Както бе споменато по -горе, общата стойност съпротивление на предаването включва съпротивлението на генератори и трансформатори. От гледна точка на устойчивостта на паралелната работа важното е реактивност (активното съпротивление, както бе споменато по -горе, влияе върху загубата на мощност и енергия).

Спадът на напрежението в реактивното съпротивление на генератор или трансформатор при неговия номинален ток (ток, съответстващ на номиналната мощност), отнесен към нормалното напрежение и изразен като процент (или части от единица), е една от важните характеристики на генератор или трансформатор.

По технически и икономически причини генераторите и трансформаторите са проектирани и произведени за специфични реакции, които са оптимални за даден тип машина. Реактивните съпротивления могат да варират в определени граници, а намаляването на реактивността, като правило, е придружено от увеличаване на размера и теглото, и следователно, на цената. Поскъпването на генераторите и трансформаторите обаче е сравнително малко и икономически напълно оправдано.

Някои от съществуващите преносни линии използват оборудване с подобрени параметри. Трябва също така да се отбележи, че на практика в някои случаи се използва оборудване със стандартни (типични) реактиви, но с малко по -висока мощност, изчислена по -специално за коефициент на мощност 0,8, докато всъщност според режима на предаване на мощност , трябва да се очаква да бъде равен на 0. 9 — 0.95.

В случаите, когато мощността се предава от водноелектрическата станция и турбината може да развие мощност, по -голяма от номиналната с 10%, а понякога дори повече, тогава при налягания, надвишаващи изчисленото, увеличаването на активната мощност, дадена от генератора, е възможен.

Смяна на постове

В случай на авария, една от двете паралелни линии, работещи по свързана схема и без междинен подбор, тя напълно се разпада и следователно съпротивлението на електропровода се удвоява. Предаването на двойно по -голяма мощност по останалата работеща линия е възможно, ако тя има относително къса дължина.

При линии със значителна дължина се предприемат специални мерки за компенсиране на спада на напрежението в линията и поддържането му постоянно в приемния край на преноса на енергия. За тази цел, мощен синхронни компенсаторикоито изпращат реактивна мощност към линията, която частично компенсира изоставащата реактивна мощност, причинена от реактивността на самата линия и трансформаторите.

Такива синхронни компенсатори обаче не могат да гарантират стабилността на работата на дълго предаване на мощност. На дългите линии, за да се избегне намаляване на предаваната мощност в случай на аварийно изключване на една верига, могат да се използват превключващи стълбове, които разделят линията на няколко участъка.

На комутационните постове са подредени шини, към които с помощта на ключове са свързани отделни участъци от линиите. При наличие на стълбове, в случай на злополука, само повредената секция е изключена и следователно общото съпротивление на линията се увеличава незначително, например с 2 превключващи стълба, тя се увеличава само с 30%, а не два пъти, тъй като това би било при липса на превключващи постове.

По отношение на общото съпротивление на цялото предаване на мощност (включително съпротивлението на генератори и трансформатори), увеличаването на съпротивлението ще бъде още по -малко.

Разделяне на проводници

Реактивното съпротивление на проводника зависи от съотношението на разстоянието между проводниците към радиуса на проводника. С увеличаване на напрежението, като правило, разстоянието между проводниците и тяхното напречно сечение и следователно радиусът също се увеличава. Следователно реактивното съпротивление варира в относително тесни граници и при приблизителни изчисления обикновено се приема равно x = 0,4 ома / км.

При линии с напрежение 220 kV и повече се наблюдава явлението на т. Нар. «Корона». Това явление се свързва със загуби на енергия, особено значими при лошо време.За да се премахнат прекомерните загуби на корона, е необходим определен диаметър на проводника. При напрежения над 220 kV се получават плътни проводници с толкова голямо напречно сечение, че не може да бъде икономически оправдано. Поради тези причини са предложени кухи медни проводници и са намерили известно приложение.

От гледна точка на короната е по -ефективно да се използва вместо куха — разделени проводници… Разделеният проводник се състои от 2 до 4 отделни проводника, разположени на известно разстояние един от друг.

Когато проводникът се раздели, диаметърът му се увеличава и в резултат на това:

а) загубите на енергия поради короната са значително намалени,

б) неговото реактивно и вълново съпротивление намалява и съответно естествената мощност на електропровода се увеличава. Естествената мощност на линията се увеличава приблизително при разделяне на две нишки с 25 — 30%, с три — до 40%, с четири — до 50%.

Надлъжна компенсация

С увеличаване на дължината на линията, нейното реактивно съпротивление съответно се увеличава и в резултат стабилността на паралелната работа се влошава значително. Намаляването на реактивното съпротивление на дълга преносна линия увеличава нейната преносна способност. Такова намаляване може най-ефективно да бъде постигнато чрез последователно включване на статични кондензатори в линията.

Такива кондензатори в своя ефект са противоположни на действието на самоиндукцията на линията и по този начин в една или друга степен те го компенсират. Следователно този метод има общото име надлъжна компенсация… В зависимост от броя и размера на статичните кондензатори, индуктивното съпротивление може да бъде компенсирано за една или друга дължина на линията. Съотношението на дължината на компенсираната линия към общата й дължина, изразено в части от единица или като процент, се нарича степен на компенсация.

Статичните кондензатори, включени в участъка на далекопровода, са изложени на необичайни условия, които могат да възникнат по време на късо съединение както на самата преносна линия, така и извън нея, например в приемната мрежа. Най -тежките са късите съединения на самата линия.

При преминаване на големи аварийни токове през кондензаторите напрежението в тях се увеличава значително, макар и за кратко, но може да бъде опасно за изолацията им. За да се избегне това, паралелно с кондензаторите е свързана въздушна искрова междина. Когато напрежението в кондензаторите надвиши определена, предварително избрана стойност, празнината се прекъсва и това създава успореден път за протичане на аварийния ток. Целият процес протича много бързо и след приключването му ефективността на кондензаторите се възстановява отново.

Когато степента на компенсация не надвишава 50%, тогава най -подходящата инсталация е статични кондензаторни банки в средата на линията, докато мощността им е донякъде намалена и условията на работа са улеснени.