Μέτρα για τη βελτίωση της σταθερότητας και της συνεχούς λειτουργίας των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις

Η σταθερότητα της παράλληλης λειτουργίας της γραμμής ισχύος παίζει τον σημαντικότερο ρόλο στη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις. Σύμφωνα με τις συνθήκες ευστάθειας, η ικανότητα μετάδοσης της γραμμής αυξάνεται ανάλογα με το τετράγωνο της τάσης και επομένως η αύξηση της τάσης μετάδοσης είναι ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους αύξησης του φορτίου σε ένα κύκλωμα και συνεπώς μείωσης του αριθμού των παράλληλων κυκλωμάτων .

Σε περιπτώσεις που δεν είναι τεχνικά και οικονομικά πρακτικό να μεταδίδονται πολύ μεγάλες ισχύς της τάξης του 1 εκατομμυρίου kW και άνω σε μεγάλες αποστάσεις, τότε απαιτείται πολύ σημαντική αύξηση της τάσης. Ταυτόχρονα όμως αυξάνονται σημαντικά το μέγεθος του εξοπλισμού, το βάρος και το κόστος του, καθώς και οι δυσκολίες στην παραγωγή και ανάπτυξή του. Από αυτή την άποψη, τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκαν μέτρα για την αύξηση της χωρητικότητας των γραμμών μεταφοράς, τα οποία θα ήταν φθηνά και ταυτόχρονα αρκετά αποτελεσματικά.

Από την άποψη της αξιοπιστίας μετάδοσης ισχύος, έχει σημασία πόσο στατική και δυναμική σταθερότητα της παράλληλης λειτουργίας... Μερικές από τις δραστηριότητες που συζητούνται παρακάτω σχετίζονται και με τους δύο τύπους ευστάθειας, ενώ άλλες είναι κυρίως για έναν από αυτούς, που θα συζητηθεί μέσα -κάτω.

Ταχύτητα απενεργοποίησης

Ο γενικά αποδεκτός και φθηνότερος τρόπος για να αυξηθεί η μεταδιδόμενη ισχύς είναι η μείωση του χρόνου απενεργοποίησης του κατεστραμμένου στοιχείου (γραμμή, ξεχωριστό τμήμα του, μετασχηματιστής κ.λπ.), ο οποίος αποτελείται από το χρόνο δράσης προστασία ρελέ και τον χρόνο λειτουργίας του ίδιου του διακόπτη. Αυτό το μέτρο εφαρμόζεται ευρέως σε υφιστάμενες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας. Όσον αφορά την ταχύτητα, τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει πολλές μεγάλες προόδους τόσο στην προστασία ρελέ όσο και στους διακόπτες κυκλώματος.

Η ταχύτητα διακοπής είναι σημαντική μόνο για τη δυναμική ευστάθεια και κυρίως για τις διασυνδεδεμένες γραμμές μεταφοράς σε περίπτωση σφαλμάτων στην ίδια τη γραμμή μεταφοράς. Για μπλοκ μεταδόσεις ενέργειας, όπου ένα σφάλμα στη γραμμή οδηγεί σε διακοπή λειτουργίας του μπλοκ, η δυναμική σταθερότητα είναι σημαντική σε περίπτωση σφαλμάτων στο δίκτυο λήψης (δευτερεύον) και επομένως είναι απαραίτητο να φροντίσουμε για την ταχύτερη απομάκρυνση του σφάλματος σε αυτό το δίκτυο.

Εφαρμογή ρυθμιστών τάσης υψηλής ταχύτητας

Στην περίπτωση βραχυκυκλωμάτων στο δίκτυο, λόγω της ροής μεγάλων ρευμάτων, υπάρχει πάντα η μία ή η άλλη μείωση της τάσης. Μειώσεις τάσης μπορεί επίσης να προκύψουν για άλλους λόγους, για παράδειγμα, όταν το φορτίο αυξάνεται γρήγορα ή όταν η ισχύς της γεννήτριας είναι απενεργοποιημένη, με αποτέλεσμα η ισχύς να ανακατανέμεται μεταξύ των μεμονωμένων σταθμών.

Η μείωση της τάσης οδηγεί σε απότομη επιδείνωση της σταθερότητας της παράλληλης λειτουργίας... Για να εξαλειφθεί αυτό, απαιτείται ταχεία αύξηση της τάσης στα άκρα της μετάδοσης ισχύος, η οποία επιτυγχάνεται με τη χρήση ρυθμιστών τάσης υψηλής ταχύτητας που επηρεάζουν τη διέγερση των γεννητριών και αυξάνουν την ένταση τους.

Αυτή η δραστηριότητα είναι μια από τις φθηνότερες και πιο αποτελεσματικές. Ωστόσο, είναι απαραίτητο οι ρυθμιστές τάσης να έχουν αδράνεια, και επιπλέον, το σύστημα διέγερσης της μηχανής πρέπει να παρέχει τον απαραίτητο ρυθμό ανόδου της τάσης και το μέγεθός της (πολλαπλασιασμός) σε σύγκριση με το κανονικό, δηλ. το λεγομενο οροφή ".

Βελτίωση των παραμέτρων υλικού

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η συνολική αξία αντίσταση μετάδοσης περιλαμβάνει την αντίσταση των γεννητριών και των μετασχηματιστών. Από την άποψη της σταθερότητας της παράλληλης λειτουργίας, το σημαντικό είναι η αντίδραση (η ενεργή αντίσταση, όπως προαναφέρθηκε, επηρεάζει την απώλεια ισχύος και ενέργειας).

Η πτώση τάσης στην αντίσταση μιας γεννήτριας ή μετασχηματιστή στο ονομαστικό ρεύμα της (ρεύμα που αντιστοιχεί στην ονομαστική ισχύ), που αναφέρεται στην κανονική τάση και εκφράζεται ως ποσοστό (ή μέρη μιας μονάδας), είναι ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά ενός γεννήτρια ή μετασχηματιστή.

Για τεχνικούς και οικονομικούς λόγους, οι γεννήτριες και οι μετασχηματιστές σχεδιάζονται και κατασκευάζονται για συγκεκριμένες αποκρίσεις που είναι βέλτιστες για έναν δεδομένο τύπο μηχανής. Οι αντιδράσεις μπορεί να ποικίλλουν εντός ορισμένων ορίων, και η μείωση της αντίδρασης συνοδεύεται κατά κανόνα από αύξηση του μεγέθους και του βάρους και συνεπώς του κόστους.Ωστόσο, η αύξηση της τιμής των γεννητριών και των μετασχηματιστών είναι σχετικά μικρή και οικονομικά δικαιολογημένη.

Ορισμένες από τις υπάρχουσες γραμμές μεταφοράς χρησιμοποιούν εξοπλισμό με βελτιωμένες παραμέτρους. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι στην πράξη, σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται εξοπλισμός με τυπικά (τυπικά) αντιδρώντα, αλλά με ελαφρώς μεγαλύτερη ισχύ, που υπολογίζεται συγκεκριμένα για συντελεστή ισχύος 0,8, ενώ στην πραγματικότητα σύμφωνα με τον τρόπο μετάδοσης ισχύος , θα πρέπει να αναμένεται να είναι ίσο με 0. 9 — 0,95.

Σε περιπτώσεις που η ισχύς μεταδίδεται από τον υδροηλεκτρικό σταθμό και ο στρόβιλος μπορεί να αναπτύξει ισχύ μεγαλύτερη από την ονομαστική κατά 10%, και μερικές φορές ακόμη περισσότερο, τότε σε πιέσεις που υπερβαίνουν την υπολογιζόμενη, αύξηση της ενεργού ισχύος που δίνεται από τη γεννήτρια. είναι δυνατόν.

Αλλαγή αναρτήσεων

Σε περίπτωση ατυχήματος, μία από τις δύο παράλληλες γραμμές που λειτουργούν σε συνδεδεμένο σχήμα και χωρίς ενδιάμεση επιλογή, χαλάει εντελώς και επομένως η αντίσταση της γραμμής ισχύος διπλασιάζεται. Η μετάδοση διπλάσιας ισχύος στην υπόλοιπη γραμμή εργασίας είναι δυνατή εάν έχει σχετικά μικρό μήκος.

Για γραμμές μεγάλου μήκους, λαμβάνονται ειδικά μέτρα για την αντιστάθμιση της πτώσης τάσης στη γραμμή και για να διατηρηθεί σταθερή στο άκρο λήψης της μετάδοσης ισχύος. Για το σκοπό αυτό, ισχυρό σύγχρονοι αντισταθμιστέςπου στέλνουν άεργο ισχύ στη γραμμή που αντισταθμίζει εν μέρει την υστέρηση άεργου ισχύος που προκαλείται από την αντίδραση της ίδιας της γραμμής και των μετασχηματιστών.

Ωστόσο, τέτοιοι σύγχρονοι αντισταθμιστές δεν μπορούν να εγγυηθούν τη σταθερότητα λειτουργίας της μακράς μετάδοσης ισχύος.Σε μεγάλες γραμμές, για να αποφευχθεί η μείωση της μεταδιδόμενης ισχύος σε περίπτωση έκτακτης διακοπής λειτουργίας ενός κυκλώματος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πόλοι μεταγωγής, οι οποίοι χωρίζουν τη γραμμή σε πολλά τμήματα.

Οι ζυγοί είναι διατεταγμένοι στους στύλους μεταγωγής, στους οποίους συνδέονται χωριστά τμήματα των γραμμών με τη βοήθεια διακοπτών. Παρουσία πόλων, σε περίπτωση ατυχήματος, αποσυνδέεται μόνο το κατεστραμμένο τμήμα και επομένως η συνολική αντίσταση της γραμμής αυξάνεται ελαφρώς, για παράδειγμα, με 2 πόλους μεταγωγής, αυξάνεται μόνο κατά 30%, και όχι δύο φορές, όπως θα συνέβαινε με την έλλειψη αλλαγής θέσεων.

Όσον αφορά τη συνολική αντίσταση ολόκληρης της μετάδοσης ισχύος (συμπεριλαμβανομένης της αντίστασης των γεννητριών και των μετασχηματιστών), η αύξηση της αντίστασης θα είναι ακόμη μικρότερη.

Διαχωρισμός καλωδίων

Η αντίδραση ενός αγωγού εξαρτάται από τον λόγο της απόστασης μεταξύ των αγωγών προς την ακτίνα του αγωγού. Καθώς αυξάνεται η τάση, κατά κανόνα, αυξάνεται και η απόσταση μεταξύ των καλωδίων και της διατομής τους, άρα και η ακτίνα. Επομένως, η αντίδραση ποικίλλει εντός σχετικά στενών ορίων και σε κατά προσέγγιση υπολογισμούς συνήθως λαμβάνεται ίση με x = 0,4 ohms / km.

Στην περίπτωση γραμμών με τάση 220 kV και άνω, παρατηρείται το λεγόμενο φαινόμενο. "Στέμμα". Αυτό το φαινόμενο σχετίζεται με απώλειες ενέργειας, ιδιαίτερα σημαντικές σε κακές καιρικές συνθήκες.Για να εξαλειφθούν οι υπερβολικές απώλειες κορώνας, απαιτείται μια ορισμένη διάμετρος του αγωγού. Σε τάσεις άνω των 220 kV αποκτώνται πυκνοί αγωγοί με τόσο μεγάλη διατομή που δεν μπορεί να δικαιολογηθεί οικονομικά.Για αυτούς τους λόγους, έχουν προταθεί και έχουν βρει κάποια χρήση κούφια χάλκινα σύρματα.

Από την άποψη της κορώνας, είναι πιο αποτελεσματική η χρήση αντί για κοίλα - σχισμένα σύρματα... Ένα σχισμένο καλώδιο αποτελείται από 2 έως 4 ξεχωριστά σύρματα που βρίσκονται σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους.

Όταν το σύρμα χωρίζεται, η διάμετρός του αυξάνεται και ως αποτέλεσμα:

α) οι απώλειες ενέργειας λόγω της κορώνας μειώνονται σημαντικά,

β) η αντιδραστική και η κυματική αντίστασή του μειώνεται και, κατά συνέπεια, αυξάνεται η φυσική ισχύς της γραμμής ισχύος. Η φυσική ισχύς της γραμμής αυξάνεται περίπου όταν χωρίζονται δύο σκέλη κατά 25 — 30%, κατά τρία — έως 40%, κατά τέσσερις — κατά 50%.

Διαχρονική αποζημίωση

Καθώς το μήκος της γραμμής αυξάνεται, η αντίδρασή της αυξάνεται ανάλογα και ως αποτέλεσμα, η σταθερότητα της παράλληλης λειτουργίας επιδεινώνεται σημαντικά. Η μείωση της αντίδρασης μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς αυξάνει την ικανότητα μεταφοράς της. Μια τέτοια μείωση μπορεί να επιτευχθεί πιο αποτελεσματικά με τη διαδοχική συμπερίληψη στατικών πυκνωτών στη γραμμή.

Τέτοιοι πυκνωτές στην επίδρασή τους είναι αντίθετοι με τη δράση της αυτεπαγωγής της γραμμής, και έτσι σε έναν ή τον άλλο βαθμό την αντισταθμίζουν. Επομένως, αυτή η μέθοδος έχει το γενικό όνομα κατά μήκος αντιστάθμισης... Ανάλογα με τον αριθμό και το μέγεθος των στατικών πυκνωτών, η επαγωγική αντίσταση μπορεί να αντισταθμιστεί για το ένα ή το άλλο μήκος γραμμής. Ο λόγος του μήκους της αντισταθμισμένης γραμμής προς το συνολικό της μήκος, εκφρασμένος σε μέρη μιας μονάδας ή ως ποσοστό, ονομάζεται βαθμός αντιστάθμισης.

Οι στατικοί πυκνωτές που περιλαμβάνονται στο τμήμα της γραμμής μεταφοράς εκτίθενται σε ασυνήθιστες συνθήκες που μπορεί να συμβούν κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος τόσο στην ίδια τη γραμμή μεταφοράς όσο και έξω από αυτήν, για παράδειγμα στο δίκτυο λήψης. Τα πιο σοβαρά είναι τα βραχυκυκλώματα στην ίδια τη γραμμή.

Όταν μεγάλα ρεύματα έκτακτης ανάγκης περνούν μέσα από τους πυκνωτές, η τάση σε αυτούς αυξάνεται σημαντικά, αν και για μικρό χρονικό διάστημα, αλλά μπορεί να είναι επικίνδυνο για τη μόνωση τους. Για να αποφευχθεί αυτό, ένα διάκενο αέρα συνδέεται παράλληλα με τους πυκνωτές. Όταν η τάση στους πυκνωτές υπερβαίνει μια ορισμένη, προεπιλεγμένη τιμή, το διάκενο κόβεται και αυτό δημιουργεί μια παράλληλη διαδρομή για τη ροή του ρεύματος έκτακτης ανάγκης. Η όλη διαδικασία γίνεται πολύ γρήγορα και μετά την ολοκλήρωσή της αποκαθίσταται και πάλι η απόδοση των πυκνωτών.

Όταν ο βαθμός αντιστάθμισης δεν ξεπερνά το 50%, τότε είναι η καταλληλότερη εγκατάσταση συστοιχίες στατικών πυκνωτών στη μέση της γραμμής, ενώ μειώνεται κάπως η ισχύς τους και διευκολύνονται οι συνθήκες εργασίας.