Ukrepi za izboljšanje stabilnosti in neprekinjenega delovanja daljnovodov na velikih razdaljah

Pri prenosu električne energije na velike razdalje ima najpomembnejšo vlogo stabilnost vzporednega delovanja daljnovoda. V skladu s pogoji stabilnosti se prenosna zmogljivost voda povečuje sorazmerno s kvadratom napetosti, zato je povečanje prenosne napetosti eden najučinkovitejših načinov za povečanje obremenitve vezja in s tem zmanjšanje števila vzporednih vezij. .

V primerih, ko je tehnično in ekonomsko nepraktično prenašati zelo velike moči reda 1 milijon kW ali več na velike razdalje, je potrebno zelo znatno povečanje napetosti. Hkrati pa se znatno povečajo velikost opreme, njena teža in stroški ter težave pri njeni proizvodnji in razvoju. V zvezi s tem so bili v zadnjih letih razviti ukrepi za povečanje zmogljivosti daljnovodov, ki bi bili poceni in hkrati precej učinkoviti.

Z vidika zanesljivosti prenosa električne energije je pomembna statična in dinamična stabilnost vzporednega delovanja ... Nekatere od spodaj obravnavanih aktivnosti so pomembne za obe vrsti stabilnosti, druge pa predvsem za eno od njiju, o čemer bomo govorili. v -dol.

Pospeši hitrost

Splošno sprejet in najcenejši način za povečanje prenesene moči je skrajšanje časa za izklop poškodovanega elementa (linija, njen ločen odsek, transformator itd.), Ki je sestavljen iz časa delovanja relejna zaščita in čas delovanja samega stikala. Ta ukrep se široko uporablja za obstoječe daljnovode. Kar zadeva hitrost, je bilo v zadnjih letih doseženih veliko velikih napredkov pri relejni zaščiti in odklopnikih.

Hitrost ustavljanja je pomembna le za dinamično stabilnost in predvsem za medsebojno povezane daljnovode v primeru okvar na samem daljnovodu. Pri blokovskih prenosih energije, kjer okvara na daljnovodu povzroči izklop bloka, je ob okvarah v sprejemnem (sekundarnem) omrežju pomembna dinamična stabilnost, zato je treba poskrbeti za čim hitrejšo odpravo okvare. v tem omrežju.

Uporaba visokohitrostnih napetostnih regulatorjev

Pri kratkih stikih v omrežju zaradi pretakanja velikih tokov vedno pride do enega ali drugega znižanja napetosti. Padci napetosti se lahko pojavijo tudi iz drugih razlogov, na primer, ko se obremenitev hitro poveča ali ko se generator izklopi, kar povzroči prerazporeditev moči med posameznimi postajami.

Zmanjšanje napetosti povzroči močno poslabšanje stabilnosti vzporednega delovanja ... Da bi to odpravili, je potrebno hitro povečanje napetosti na koncih prenosa moči, kar se doseže z uporabo visokohitrostnih regulatorjev napetosti, ki vplivajo vzbujanje generatorjev in povečanje njihove napetosti.

Ta dejavnost je ena najcenejših in najučinkovitejših. Vendar pa je potrebno, da imajo regulatorji napetosti vztrajnost, poleg tega pa mora vzbujevalni sistem stroja zagotavljati potrebno hitrost dviga napetosti in njeno velikost (množnost) v primerjavi z normalno, tj. ti strop«.

Izboljšanje parametrov strojne opreme

Kot je navedeno zgoraj, skupna vrednost prenosni upor vključuje upornost generatorjev in transformatorjev. Z vidika stabilnosti vzporednega delovanja je pomembna reaktanca (aktivni upor, kot je navedeno zgoraj, vpliva na moč in izgubo energije).

Padec napetosti na reaktanci generatorja ali transformatorja pri njegovem nazivnem toku (tok, ki ustreza nazivni moči), ki se nanaša na normalno napetost in je izražen kot odstotek (ali deli enote), je ena od pomembnih značilnosti generator ali transformator.

Iz tehničnih in ekonomskih razlogov so generatorji in transformatorji načrtovani in izdelani za posebne odzive, ki so optimalni za dano vrsto stroja. Reaktanca se lahko spreminja v določenih mejah, zmanjšanje reaktanse pa praviloma spremlja povečanje velikosti in teže ter s tem stroškov.Vendar pa je podražitev generatorjev in transformatorjev razmeroma majhna in ekonomsko povsem upravičena.

Nekateri obstoječi daljnovodi uporabljajo opremo z izboljšanimi parametri. Prav tako je treba opozoriti, da se v praksi v nekaterih primerih uporablja oprema s standardnimi (tipičnimi) reaktanti, vendar z nekoliko večjo močjo, izračunano zlasti za faktor moči 0,8, medtem ko dejansko glede na način prenosa moči , naj bi bil enak 0,9 — 0,95.

V primerih, ko se moč prenaša iz hidroelektrarne in lahko turbina razvije moč večjo od nazivne za 10%, včasih pa tudi več, potem pri tlakih, ki presegajo izračunano, pride do povečanja delovne moči, ki jo daje generator. mogoče.

Sprememba objav

V primeru nesreče se eden od dveh vzporednih vodov, ki delujeta v povezani shemi in brez vmesne izbire, popolnoma prekine in se zato upor daljnovoda podvoji. Prenos dvakrat večje moči na preostali delovni liniji je možen, če ima relativno kratko dolžino.

Za daljnovode znatne dolžine se sprejmejo posebni ukrepi za kompenzacijo padca napetosti v vodu in ohranjanje njegove konstantnosti na sprejemnem koncu prenosa električne energije. V ta namen močno sinhroni kompenzatorjiki pošiljajo jalovo moč na napeljavo, ki delno kompenzira zaostalo jalovo moč, ki jo povzroči reaktanca samega voda in transformatorjev.

Vendar takšni sinhroni kompenzatorji ne morejo zagotoviti stabilnosti delovanja dolgega prenosa moči.Na dolgih progah, da bi se izognili zmanjšanju prenesene moči v primeru zasilne zaustavitve enega tokokroga, se lahko uporabijo stikalni stebri, ki razdelijo linijo na več odsekov.

Na stikalnih mestih so razporejene zbiralke, na katere so ločeni deli vodov povezani s pomočjo stikal. V prisotnosti polov se v primeru nesreče odklopi le poškodovani odsek, zato se skupni upor linije nekoliko poveča, na primer z 2 stikalnima poloma se poveča le za 30% in ne dvakrat, kot bi bilo s pomanjkanjem menjalnih mest.

Glede na skupni upor celotnega prenosa električne energije (vključno z uporom generatorjev in transformatorjev) bo povečanje upora še manjše.

Ločitev žic

Reaktanca prevodnika je odvisna od razmerja med razdaljo med vodniki in polmerom prevodnika. Z naraščanjem napetosti se praviloma povečuje tudi razdalja med žicami in njihov presek, s tem pa tudi polmer. Zato se reaktanca spreminja v razmeroma ozkih mejah, pri približnih izračunih pa se običajno vzame za x = 0,4 ohma / km.

Pri vodih z napetostjo 220 kV in več opazimo pojav t.i. "Krona". Ta pojav je povezan z izgubami energije, ki so še posebej velike v slabem vremenu, zato je za odpravo prevelikih koronskih izgub potreben določen premer prevodnika. Pri napetostih nad 220 kV dobimo goste vodnike s tako velikim prerezom, da ni ekonomsko upravičen.Zaradi teh razlogov so bile predlagane votle bakrene žice, ki so našle nekaj uporabe.

Z vidika korone je učinkovitejša uporaba namesto votlih - razcepljenih žic... Razcepljena žica je sestavljena iz 2 do 4 ločenih žic, ki se nahajajo na določeni razdalji ena od druge.

Ko se žica razcepi, se njen premer poveča in posledično:

a) izgube energije zaradi korone so znatno zmanjšane,

b) njegova reaktivna in valovna upornost se zmanjšata in s tem se poveča naravna moč daljnovoda. Naravna moč črte se poveča približno pri razdelitvi dveh pramenov za 25-30%, za tri - do 40%, za štiri - za 50%.

Vzdolžna kompenzacija

Z večanjem dolžine voda se ustrezno povečuje tudi njegova reaktanca, posledično pa se bistveno poslabša stabilnost vzporednega delovanja. Zmanjšanje reaktanse dolgega daljnovoda poveča njegovo nosilnost. Tako zmanjšanje je mogoče najučinkoviteje doseči z zaporedno vključitvijo statičnih kondenzatorjev v linijo.

Takšni kondenzatorji so po svojem učinku nasprotni delovanju samoinduktivnosti voda in ga tako v eni ali drugi meri kompenzirajo. Zato ima ta metoda splošno ime vzdolžna kompenzacija ... Odvisno od števila in velikosti statičnih kondenzatorjev se lahko induktivni upor kompenzira za eno ali drugo dolžino voda. Razmerje med dolžino kompenzirane črte in njeno celotno dolžino, izraženo v delih enote ali v odstotkih, se imenuje stopnja kompenzacije.

Statični kondenzatorji, vključeni v odsek daljnovoda, so izpostavljeni nenavadnim razmeram, ki lahko nastanejo ob kratkem stiku tako na samem daljnovodu kot zunaj njega, na primer v sprejemnem omrežju. Najresnejši so kratki stiki na samem vodu.

Ko veliki zasilni tokovi prehajajo skozi kondenzatorje, se napetost v njih znatno poveča, čeprav za kratek čas, vendar je lahko nevarno za njihovo izolacijo. Da bi se temu izognili, je vzporedno s kondenzatorji priključena zračna reža. Ko napetost na kondenzatorjih preseže določeno vnaprej izbrano vrednost, se vrzel prereže in to ustvari vzporedno pot za pretok zasilnega toka. Celoten proces poteka zelo hitro in po njegovem zaključku se učinkovitost kondenzatorjev ponovno vzpostavi.

Ko stopnja kompenzacije ne presega 50 %, je najprimernejša vgradnja baterije statičnih kondenzatorjev na sredini proge, pri čemer se jim nekoliko zmanjša moč in olajšajo delovni pogoji.