Opatrenia na zlepšenie stability a nepretržitej prevádzky elektrického vedenia na veľké vzdialenosti

Stabilita paralelnej prevádzky elektrického vedenia zohráva najdôležitejšiu úlohu pri prenose elektrickej energie na veľké vzdialenosti. Podľa podmienok stability sa prenosová kapacita vedenia zvyšuje úmerne so štvorcom napätia, a preto je zvyšovanie prenosového napätia jedným z najefektívnejších spôsobov, ako zvýšiť zaťaženie obvodu a tým znížiť počet paralelných obvodov. .

V prípadoch, keď je technicky a ekonomicky nepraktické prenášať veľmi veľké výkony rádovo 1 milión kW alebo viac na veľké vzdialenosti, je potrebné veľmi výrazné zvýšenie napätia. Zároveň sa však výrazne zvyšuje veľkosť zariadenia, jeho hmotnosť a náklady, ako aj ťažkosti pri jeho výrobe a vývoji. V tejto súvislosti boli v posledných rokoch vypracované opatrenia na zvýšenie kapacity prenosových vedení, ktoré by boli lacné a zároveň dosť efektívne.

Z hľadiska spoľahlivosti prenosu výkonu je dôležité, aká statická a dynamická stabilita paralelnej prevádzky... Niektoré z nižšie diskutovaných činností sú relevantné pre oba typy stability, zatiaľ čo iné sú primárne pre jeden z nich, o ktorých bude reč v -dole.

Rýchlosť vypnutia

Všeobecne akceptovaným a najlacnejším spôsobom zvýšenia prenášaného výkonu je skrátenie času vypnutia poškodeného prvku (vedenia, jeho samostatného úseku, transformátora a pod.), ktoré pozostáva z doby pôsobenia reléová ochrana a prevádzkový čas samotného spínača. Toto opatrenie je široko aplikované na existujúce elektrické vedenia. Pokiaľ ide o rýchlosť, v posledných rokoch sa urobilo veľa veľkých pokrokov v ochrane relé a ističov.

Rýchlosť zastavenia je dôležitá len pre dynamickú stabilitu a hlavne pre prepojené prenosové vedenia v prípade porúch na samotnom prenosovom vedení. Pri blokových prenosoch energie, kde porucha na linke vedie k odstaveniu bloku, je dôležitá dynamická stabilita pri poruchách v prijímacej (sekundárnej) sieti a preto je potrebné postarať sa o čo najrýchlejšie odstránenie poruchy. v tejto sieti.

Aplikácia vysokorýchlostných regulátorov napätia

Pri skratoch v sieti v dôsledku toku veľkých prúdov vždy dochádza k jednému alebo druhému zníženiu napätia. Poklesy napätia môžu nastať aj z iných dôvodov, napríklad pri rýchlom náraste záťaže alebo pri vypnutí napájania generátora, čo má za následok prerozdelenie výkonu medzi jednotlivé stanice.

Pokles napätia vedie k prudkému zhoršeniu stability paralelnej prevádzky... Aby sa to eliminovalo, je potrebný rýchly nárast napätia na koncoch prenosu výkonu, čo sa dosiahne použitím vysokorýchlostných regulátorov napätia, ktoré ovplyvňujú budenie generátorov a zvýšenie ich napätia.

Táto činnosť je jednou z najlacnejších a najefektívnejších. Je však potrebné, aby napäťové regulátory mali zotrvačnosť a navyše budiaci systém stroja musí zabezpečiť potrebnú rýchlosť vzostupu napätia a jeho veľkosti (násobnosti) oproti normálnemu, t.j. takzvaný strop“.

Zlepšenie hardvérových parametrov

Ako je uvedené vyššie, celková hodnota prenosový odpor zahŕňa odpor generátorov a transformátorov. Z hľadiska stability paralelnej prevádzky je dôležitá reaktancia (aktívny odpor, ako bolo uvedené vyššie, ovplyvňuje výkon a stratu energie).

Pokles napätia na reaktancii generátora alebo transformátora pri jeho menovitom prúde (prúd zodpovedajúci menovitému výkonu), vztiahnutý na normálne napätie a vyjadrený v percentách (alebo častiach jednotky), je jednou z dôležitých charakteristík generátora. generátor alebo transformátor.

Z technických a ekonomických dôvodov sú generátory a transformátory navrhované a vyrábané pre špecifické odozvy, ktoré sú optimálne pre daný typ stroja. Reaktancie sa môžu meniť v určitých medziach a zníženie reaktancie je spravidla sprevádzané zvýšením veľkosti a hmotnosti, a teda aj nákladov.Nárast ceny generátorov a transformátorov je však relatívne malý a ekonomicky plne opodstatnený.

Niektoré z existujúcich prenosových vedení využívajú zariadenia so zlepšenými parametrami. Treba tiež poznamenať, že v praxi sa v niektorých prípadoch používajú zariadenia so štandardnými (typickými) reaktantmi, ale s mierne vyšším výkonom, vypočítaným najmä pre účinník 0,8, pričom v skutočnosti podľa spôsobu prenosu výkonu , treba očakávať, že sa bude rovnať 0. 9 — 0,95.

V prípadoch, keď je výkon prenášaný z vodnej elektrárne a turbína môže vyvinúť výkon väčší ako nominálny o 10% a niekedy aj viac, potom pri tlakoch presahujúcich vypočítaný tlak dôjde k zvýšeniu činného výkonu daného generátorom. je možné.

Zmena príspevkov

V prípade havárie sa jedno z dvoch paralelných vedení pracujúcich v prepojenej schéme a bez medzivýberu úplne rozpadne a preto sa odpor elektrického vedenia zdvojnásobí. Prenos dvojnásobného výkonu na zostávajúce pracovné vedenie je možné, ak má relatívne krátku dĺžku.

Pre vedenia značnej dĺžky sa prijímajú špeciálne opatrenia na kompenzáciu poklesu napätia vo vedení a na jeho udržanie konštantné na prijímacom konci prenosu energie. Za týmto účelom, silný synchrónne kompenzátoryktoré posielajú jalový výkon do vedenia, ktorý čiastočne kompenzuje oneskorený jalový výkon spôsobený reaktanciou samotného vedenia a transformátorov.

Takéto synchrónne kompenzátory však nemôžu zaručiť stabilitu prevádzky dlhého prenosu energie.Na dlhých vedeniach, aby nedošlo k zníženiu prenášaného výkonu v prípade núdzového vypnutia jedného okruhu, možno použiť spínacie stĺpy, ktoré rozdelia vedenie na viacero úsekov.

Na spínacích stĺpoch sú usporiadané prípojnice, na ktoré sa pomocou prepínačov pripájajú samostatné úseky vedení. V prítomnosti pólov sa v prípade havárie odpojí iba poškodený úsek, a preto sa celkový odpor vedenia mierne zvýši, napríklad pri 2 spínacích póloch sa zvýši len o 30% a nie dvakrát, ako by to bolo s nedostatkom prepínania miest.

Z hľadiska celkového odporu celého prenosu výkonu (vrátane odporu generátorov a transformátorov) bude nárast odporu ešte menší.

Oddelenie drôtov

Reaktancia vodiča závisí od pomeru vzdialenosti medzi vodičmi k polomeru vodiča. S rastúcim napätím sa spravidla zväčšuje aj vzdialenosť medzi vodičmi a ich prierez, a teda aj polomer. Preto sa reaktancia pohybuje v relatívne úzkych medziach a pri približných výpočtoch sa zvyčajne rovná x = 0,4 ohmov / km.

V prípade vedení s napätím 220 kV a viac sa pozoruje jav tzv. "Koruna". Tento jav je spojený s energetickými stratami, významnými najmä pri nepriaznivom počasí.Pre elimináciu nadmerných korónových strát je potrebný určitý priemer vodiča. Pri napätiach nad 220 kV sa získajú husté vodiče s takým veľkým prierezom, že to nemožno ekonomicky zdôvodniť.Z týchto dôvodov boli navrhnuté duté medené drôty, ktoré našli určité využitie.

Z hľadiska koróny je efektívnejšie použiť namiesto dutých - delených drôtov... Delený drôt pozostáva z 2 až 4 samostatných drôtov umiestnených v určitej vzdialenosti od seba.

Keď sa drôt rozdelí, jeho priemer sa zväčší a výsledkom je:

a) straty energie v dôsledku koróny sú výrazne znížené,

b) jeho jalový a vlnový odpor sa znižuje a tým sa zvyšuje prirodzený výkon elektrického vedenia. Prirodzená sila vlasca sa zvyšuje približne pri rozdelení dvoch prameňov o 25 — 30 %, o tri — až o 40 %, o štyri — o 50 %.

Pozdĺžna kompenzácia

S rastúcou dĺžkou vedenia sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje jeho reaktancia a v dôsledku toho sa stabilita paralelnej prevádzky výrazne zhoršuje. Zníženie reaktancie dlhého prenosového vedenia zvyšuje jeho nosnosť. Takéto zníženie možno najefektívnejšie dosiahnuť postupným zahrnutím statických kondenzátorov do linky.

Takéto kondenzátory sú svojím účinkom opačné k pôsobeniu vlastnej indukčnosti vedenia, a teda ju do tej či onej miery kompenzujú. Preto má táto metóda všeobecný názov pozdĺžna kompenzácia... V závislosti od počtu a veľkosti statických kondenzátorov možno indukčný odpor kompenzovať pre tú či onú dĺžku vedenia. Pomer dĺžky kompenzovaného vedenia k jeho celkovej dĺžke, vyjadrený v častiach jednotky alebo v percentách, sa nazýva stupeň kompenzácie.

Statické kondenzátory zahrnuté v časti prenosového vedenia sú vystavené neobvyklým podmienkam, ktoré môžu nastať pri skrate na samotnom prenosovom vedení aj mimo neho, napríklad v prijímacej sieti. Najzávažnejšie sú skraty na samotnej linke.

Pri prechode veľkých núdzových prúdov cez kondenzátory sa napätie v nich výrazne zvýši, aj keď krátkodobo, ale môže to byť nebezpečné pre ich izoláciu. Aby sa tomu zabránilo, paralelne s kondenzátormi je pripojená vzduchová medzera. Keď napätie na kondenzátoroch prekročí určitú vopred zvolenú hodnotu, medzera sa preruší a tým sa vytvorí paralelná cesta pre núdzový prúd. Celý proces prebieha veľmi rýchlo a po jeho ukončení sa účinnosť kondenzátorov opäť obnoví.

Keď stupeň kompenzácie nepresahuje 50%, potom je najvhodnejšia inštalácia statické kondenzátorové banky v strede linky, pričom sa ich výkon o niečo zníži a pracovné podmienky sa uľahčia.