Tiltak for å forbedre stabiliteten og kontinuerlig drift av kraftledninger over lange avstander

Stabiliteten til den parallelle driften av kraftledningen spiller den viktigste rollen i overføringen av elektrisk energi over lange avstander. I henhold til stabilitetsforholdene øker overføringskapasiteten til linjen proporsjonalt med kvadratet av spenningen, og derfor er å øke overføringsspenningen en av de mest effektive måtene å øke belastningen på en krets og dermed redusere antall parallelle kretser .

I tilfeller hvor det er teknisk og økonomisk upraktisk å overføre svært store effekter i størrelsesorden 1 million kW eller mer over lange avstander, er det nødvendig med en meget betydelig spenningsøkning. Samtidig øker imidlertid størrelsen på utstyret, dets vekt og kostnad, samt vanskelighetene med produksjon og utvikling betydelig. I denne forbindelse har det blitt utviklet tiltak de siste årene for å øke kapasiteten til overføringslinjer, noe som vil være billig og samtidig ganske effektivt.

Fra et synspunkt av kraftoverføringspålitelighet er det viktig hvor statisk og dynamisk stabilitet ved parallelldrift... Noen av aktivitetene som er omtalt nedenfor er relevante for begge typer stabilitet, mens andre primært er for en av dem, som vil bli diskutert i -ned.

Hastighet av hastighet

Den generelt aksepterte og billigste måten å øke den overførte effekten på er å redusere tiden for å slå av det skadede elementet (linje, dens separate seksjon, transformator, etc.), som består av handlingstiden relébeskyttelse og driftstiden til selve bryteren. Dette tiltaket er mye brukt på eksisterende kraftledninger. Hastighetsmessig er det gjort mange store fremskritt de siste årene både innen relévern og effektbrytere.

Stopphastigheten er kun viktig for dynamisk stabilitet og hovedsakelig for sammenkoblede overføringslinjer i tilfelle feil på selve overføringslinjen. For blokkoverføringer av energi, der en feil på linjen fører til nedstengning av blokken, er dynamisk stabilitet viktig ved feil i mottaksnettet (sekundært) og derfor er det nødvendig å sørge for raskest fjerning av feilen. i dette nettverket.

Anvendelse av høyhastighets spenningsregulatorer

Ved kortslutninger i nettverket, på grunn av strømmen av store strømmer, er det alltid en eller annen reduksjon i spenningen. Spenningsfall kan også oppstå av andre årsaker, for eksempel når belastningen øker raskt eller når generatoren slås av, noe som resulterer i at kraften blir omfordelt mellom de enkelte stasjonene.

En reduksjon i spenning fører til en kraftig forringelse av stabiliteten ved parallelldrift... For å eliminere dette kreves en rask økning i spenningen i endene av kraftoverføringen, noe som oppnås ved å bruke høyhastighets spenningsregulatorer som påvirker eksitasjonen av generatorene og øke spenningen deres.

Denne aktiviteten er en av de billigste og mest effektive. Det er imidlertid nødvendig at spenningsregulatorene har treghet, og i tillegg må magnetiseringssystemet til maskinen gi den nødvendige stigningshastigheten til spenningen og dens størrelse (mangfold) sammenlignet med normalen, dvs. den såkalte tak ".

Forbedring av maskinvareparametere

Som nevnt ovenfor, den totale verdien overføringsmotstand inkluderer motstanden til generatorer og transformatorer. Fra synspunktet om stabiliteten til parallell drift, er det viktige reaktansen (den aktive motstanden, som nevnt ovenfor, påvirker kraft- og energitapet).

Spenningsfallet over reaktansen til en generator eller transformator ved nominell strøm (strøm som tilsvarer merkeeffekten), referert til normalspenningen og uttrykt i prosent (eller deler av en enhet), er en av de viktige egenskapene til en generator eller transformator.

Av tekniske og økonomiske årsaker er generatorer og transformatorer designet og produsert for spesifikke responser som er optimale for en gitt type maskin. Reaktanser kan variere innenfor visse grenser, og en reduksjon i reaktans er som regel ledsaget av en økning i størrelse og vekt, og derfor i kostnad.Prisøkningen på generatorer og transformatorer er imidlertid relativt liten og økonomisk fullt ut begrunnet.

Noen av de eksisterende overføringslinjene bruker utstyr med forbedrede parametere. Det skal også bemerkes at det i praksis i noen tilfeller brukes utstyr med standard (typiske) reaktanter, men med litt høyere effekt, beregnet spesielt for en effektfaktor på 0,8, mens det faktisk er i henhold til overføringsmodusen for kraft , bør forventes å være lik 0. 9 — 0.95.

I tilfeller der kraften overføres fra vannkraftstasjonen og turbinen kan utvikle en effekt større enn den nominelle med 10 %, og noen ganger enda mer, da ved trykk som overstiger det beregnede, en økning i den aktive effekten gitt av generatoren er mulig.

Endring av innlegg

I tilfelle en ulykke, en av de to parallelle linjene som opererer i en tilkoblet ordning og uten mellomvalg, bryter den fullstendig sammen og derfor dobles motstanden til kraftlinjen. Overføring av dobbelt så mye kraft på den gjenværende arbeidslinjen er mulig hvis den har en relativt kort lengde.

For ledninger av betydelig lengde gjøres det spesielle tiltak for å kompensere for spenningsfallet i ledningen og for å holde det konstant i mottakerenden av kraftoverføringen. Til det formål, kraftig synkrone kompensatorersom sender reaktiv effekt til ledningen som delvis kompenserer for den etterslepende reaktive effekten forårsaket av reaktansen til selve ledningen og transformatorene.

Imidlertid kan slike synkrone kompensatorer ikke garantere driftsstabiliteten til lang kraftoverføring.På lange linjer, for å unngå reduksjon i den overførte effekten ved en nødstans av én krets, kan det brukes koblingspoler som deler ledningen i flere seksjoner.

Samleskinner er anordnet ved koblingspostene, til hvilke separate seksjoner av ledningene er koblet til ved hjelp av brytere. I nærvær av poler, i tilfelle en ulykke, er bare den skadede delen frakoblet, og derfor øker den totale motstanden til linjen litt, for eksempel med 2 byttepoler, øker den bare med 30%, og ikke to ganger, slik det ville vært med mangel på bytteposter.

Når det gjelder den totale motstanden til hele kraftoverføringen (inkludert motstanden til generatorer og transformatorer), vil økningen i motstand være enda mindre.

Separasjon av ledninger

Reaktansen til en leder avhenger av forholdet mellom avstanden mellom lederne og lederens radius. Når spenningen øker, øker som regel også avstanden mellom ledningene og deres tverrsnitt, og derfor radius. Derfor varierer reaktansen innenfor relativt trange grenser, og i omtrentlige beregninger tas den vanligvis lik x = 0,4 ohm / km.

Når det gjelder linjer med en spenning på 220 kV og mer, observeres det såkalte fenomenet. "Krone". Dette fenomenet er assosiert med energitap, spesielt betydelig i dårlig vær.For å eliminere for store koronatap kreves en viss diameter på lederen. Ved spenninger over 220 kV oppnås tette ledere med så stort tverrsnitt at det ikke kan forsvares økonomisk.Av disse grunner har hule kobbertråder blitt foreslått og har funnet en viss bruk.

Fra koronaens synspunkt er det mer effektivt å bruke i stedet for hule - delte ledninger... En delt ledning består av 2 til 4 separate ledninger plassert i en viss avstand fra hverandre.

Når ledningen deler seg, øker diameteren og som et resultat:

a) energitap på grunn av koronaen er betydelig redusert,

b) dens reaktive motstand og bølgemotstand avtar, og følgelig øker den naturlige kraften til kraftledningen. Den naturlige kraften til linjen øker omtrent når du deler to tråder med 25 — 30 %, med tre — opptil 40 %, med fire — med 50%.

Langsgående kompensasjon

Når lengden på linjen øker, øker dens reaktans tilsvarende, og som et resultat forringes stabiliteten til parallell drift betydelig. Å redusere reaktansen til en lang overføringslinje øker bærekapasiteten. En slik reduksjon kan mest effektivt oppnås ved sekvensielt å inkludere statiske kondensatorer i linjen.

Slike kondensatorer i sin effekt er motsatt av virkningen av selvinduktansen til linjen, og dermed i en eller annen grad kompenserer de for det. Derfor har denne metoden det generelle navnet longitudinell kompensasjon... Avhengig av antall og størrelse på de statiske kondensatorene kan den induktive motstanden kompenseres for en eller annen linjelengde. Forholdet mellom lengden på den kompenserte linjen og dens totale lengde, uttrykt i deler av en enhet eller i prosent, kalles kompensasjonsgraden.

Statiske kondensatorer som inngår i overføringslinjeseksjonen utsettes for uvanlige forhold som kan oppstå ved kortslutning både på selve overføringslinjen og utenfor denne, for eksempel i mottaksnettet. Det mest alvorlige er kortslutninger på selve linjen.

Når store nødstrømmer går gjennom kondensatorene, øker spenningen i dem betydelig, om enn i kort tid, men det kan være farlig for isolasjonen deres. For å unngå dette kobles en luftspalte parallelt med kondensatorene. Når spenningen over kondensatorene overstiger en viss forhåndsvalgt verdi, kuttes gapet og dette skaper en parallell bane for nødstrømmen å flyte. Hele prosessen foregår veldig raskt, og etter fullføringen gjenopprettes effektiviteten til kondensatorene igjen.

Når kompensasjonsgraden ikke overstiger 50 %, er den best egnede installasjonen statiske kondensatorbanker midt i linjen, mens kraften deres reduseres noe og arbeidsforholdene gjøres enklere.