Opatření ke zlepšení stability a nepřetržitého provozu elektrického vedení na velké vzdálenosti

Stabilita paralelního provozu elektrického vedení hraje nejdůležitější roli při přenosu elektrické energie na velké vzdálenosti. Podle podmínek stability se přenosová kapacita vedení zvyšuje úměrně druhé mocnině napětí, a proto je zvýšení přenosového napětí jedním z nejúčinnějších způsobů, jak zvýšit zatížení obvodu a tím snížit počet paralelních obvodů. .

V případech, kdy je technicky a ekonomicky nepraktické přenášet velmi velké výkony řádově 1 milion kW nebo více na dlouhé vzdálenosti, je zapotřebí velmi výrazné zvýšení napětí. Zároveň však výrazně narůstá velikost zařízení, jeho hmotnost a náklady, stejně jako potíže při jeho výrobě a vývoji. V tomto ohledu byla v posledních letech vypracována opatření ke zvýšení kapacity přenosových vedení, která by byla levná a zároveň docela efektivní.

Z hlediska spolehlivosti přenosu výkonu je důležité, jak statická a dynamická stabilita paralelního provozu... Některé z níže diskutovaných činností jsou relevantní pro oba typy stability, zatímco jiné jsou primárně určeny pro jeden z nich, o kterém bude řeč v -dole.

Rychlost vypnutí

Všeobecně uznávaným a nejlevnějším způsobem zvýšení přenášeného výkonu je zkrácení doby vypnutí poškozeného prvku (vedení, jeho samostatného úseku, transformátoru apod.), které se skládá z doby působení reléová ochrana a dobu provozu samotného spínače. Toto opatření je široce aplikováno na stávající elektrické vedení. Pokud jde o rychlost, v posledních letech bylo dosaženo mnoha velkých pokroků jak v ochraně relé, tak v jističích.

Rychlost zastavení je důležitá pouze pro dynamickou stabilitu a hlavně u propojených přenosových vedení v případě poruch na samotném přenosovém vedení. U blokových přenosů energie, kde porucha na vedení vede k odstavení bloku, je důležitá dynamická stabilita při poruchách v přijímací (sekundární) síti a proto je nutné se postarat o co nejrychlejší odstranění poruchy v této síti.

Aplikace vysokorychlostních regulátorů napětí

V případě zkratů v síti dochází vlivem toku velkých proudů vždy k jednomu nebo druhému snížení napětí. Poklesy napětí mohou nastat i z jiných důvodů, například při rychlém nárůstu zátěže nebo při vypnutí napájení generátoru, což má za následek přerozdělení výkonu mezi jednotlivé stanice.

Pokles napětí vede k prudkému zhoršení stability paralelního provozu... K jeho odstranění je potřeba rychlý nárůst napětí na koncích přenosu výkonu, čehož je dosaženo použitím vysokorychlostních regulátorů napětí, které ovlivňují buzení generátorů a zvýšení jejich napětí.

Tato činnost je jedna z nejlevnějších a nejefektivnějších. Je však nutné, aby napěťové regulátory měly setrvačnost a navíc musí budicí systém stroje zajistit potřebnou rychlost nárůstu napětí a jeho velikosti (násobnosti) oproti normálnímu, tzn. takzvaný strop“.

Zlepšení hardwarových parametrů

Jak je uvedeno výše, celková hodnota přenosový odpor zahrnuje odpor generátorů a transformátorů. Z hlediska stability paralelního provozu je důležitá reaktance (činný odpor, jak bylo uvedeno výše, ovlivňuje výkon a ztrátu energie).

Úbytek napětí na reaktanci generátoru nebo transformátoru při jeho jmenovitém proudu (proud odpovídající jmenovitému výkonu), vztažený na normální napětí a vyjádřený v procentech (nebo částech jednotky), je jednou z důležitých charakteristik generátoru nebo transformátoru. generátor nebo transformátor.

Z technických a ekonomických důvodů jsou generátory a transformátory konstruovány a vyráběny pro specifické odezvy, které jsou optimální pro daný typ stroje. Reaktance se mohou měnit v určitých mezích a snížení reaktance je zpravidla doprovázeno zvýšením velikosti a hmotnosti, a tedy i nákladů.Zdražení generátorů a transformátorů je však relativně malé a ekonomicky plně opodstatněné.

Některé ze stávajících přenosových vedení využívají zařízení s vylepšenými parametry. Je třeba také poznamenat, že v praxi se v některých případech používá zařízení se standardními (typickými) reaktanty, ale s mírně vyšším výkonem, počítaným zejména pro účiník 0,8, přičemž ve skutečnosti podle režimu přenosu výkonu , mělo by se očekávat, že se bude rovnat 0. 9 — 0,95.

V případech, kdy je výkon přenášen z hydroelektrárny a turbína může vyvinout výkon větší než nominální o 10%, někdy i více, pak při tlacích převyšujících vypočítaný dojde ke zvýšení činného výkonu daného generátorem. je možné.

Změna příspěvků

V případě havárie se jedno ze dvou paralelních vedení pracujících ve spojeném schématu a bez mezivolby zcela rozpadne a tím se odpor elektrického vedení zdvojnásobí. Přenos dvojnásobného výkonu na zbývající pracovní lince je možný, pokud má relativně krátkou délku.

U vedení značné délky se provádějí speciální opatření pro kompenzaci poklesu napětí ve vedení a pro jeho udržení konstantní na přijímací straně přenosu energie. Za tím účelem, mocný synchronní kompenzátorykteré posílají do vedení jalový výkon, který částečně kompenzuje zpožděný jalový výkon způsobený reaktancí samotného vedení a transformátorů.

Takové synchronní kompenzátory však nemohou zaručit provozní stabilitu dlouhého přenosu výkonu.Na dlouhých vedeních, aby nedocházelo ke snížení přenášeného výkonu v případě nouzového vypnutí jednoho okruhu, lze použít spínací póly, které rozdělí vedení na více úseků.

Na spínacích stanovištích jsou uspořádány přípojnice, na které jsou pomocí výhybek připojeny jednotlivé úseky vedení. Za přítomnosti pólů se při havárii odpojí pouze poškozený úsek, a proto se celkový odpor vedení mírně zvýší, např. u 2 spínacích pólů se zvýší pouze o 30% a ne dvakrát, jako by to bylo s nedostatkem přepínání příspěvků.

Z hlediska celkového odporu celého přenosu výkonu (včetně odporu generátorů a transformátorů) bude nárůst odporu ještě menší.

Oddělování vodičů

Reaktance vodiče závisí na poměru vzdálenosti mezi vodiči k poloměru vodiče. S rostoucím napětím se zpravidla zvětšuje i vzdálenost mezi dráty a jejich průřez, a tedy i poloměr. Proto se reaktance pohybuje v relativně úzkých mezích a při přibližných výpočtech se obvykle bere rovna x = 0,4 ohmů/km.

U vedení s napětím 220 kV a více je pozorován jev tzv. "Koruna". Tento jev je spojen s energetickými ztrátami, zvláště významnými za nepříznivého počasí.Pro eliminaci nadměrných korónových ztrát je nutný určitý průměr vodiče. Při napětích nad 220 kV se získávají husté vodiče s tak velkým průřezem, že to nelze ekonomicky zdůvodnit.Z těchto důvodů byly navrženy duté měděné dráty, které našly určité využití.

Z hlediska koróny je efektivnější použít místo dutých - dělených drátů... Dělený drát se skládá ze 2 až 4 samostatných drátů umístěných v určité vzdálenosti od sebe.

Když se drát rozdělí, jeho průměr se zvětší a v důsledku toho:

a) energetické ztráty způsobené korónou jsou výrazně sníženy,

b) snižuje se jeho jalový a vlnový odpor a v souladu s tím se zvyšuje přirozený výkon elektrického vedení. Přirozená síla vlasce se zvýší přibližně při dělení dvou pramenů o 25 — 30 %, o tři — až o 40 %, o čtyři — o 50 %.

Podélná kompenzace

S rostoucí délkou vedení se odpovídajícím způsobem zvyšuje jeho reaktance a v důsledku toho se výrazně zhoršuje stabilita paralelního provozu. Snížení reaktance dlouhé přenosové linky zvyšuje její nosnost. Této redukce lze nejefektivněji dosáhnout postupným zařazováním statických kondenzátorů do linky.

Takové kondenzátory jsou svým účinkem opačné k působení vlastní indukčnosti vedení, a tak ji do té či oné míry kompenzují. Proto má tato metoda obecný název podélná kompenzace... Podle počtu a velikosti statických kondenzátorů lze kompenzovat indukční odpor pro tu či onu délku vedení. Poměr délky kompenzovaného vedení k jeho celkové délce, vyjádřený v částech jednotky nebo v procentech, se nazývá stupeň kompenzace.

Statické kondenzátory obsažené v části přenosového vedení jsou vystaveny neobvyklým podmínkám, které mohou nastat při zkratu jak na samotném přenosovém vedení, tak mimo něj, například v přijímací síti. Nejzávažnější jsou zkraty na samotném vedení.

Když kondenzátory procházejí velké nouzové proudy, napětí v nich sice krátkodobě výrazně vzroste, ale může to být nebezpečné pro jejich izolaci. Aby se tomu zabránilo, je paralelně s kondenzátory zapojena vzduchová mezera. Když napětí na kondenzátorech překročí určitou předem zvolenou hodnotu, mezera se přeruší a tím se vytvoří paralelní cesta pro tok nouzového proudu. Celý proces probíhá velmi rychle a po jeho ukončení se opět obnoví účinnost kondenzátorů.

Když stupeň kompenzace nepřesáhne 50 %, pak je nejvhodnější instalace statické kondenzátorové banky uprostřed linky, přičemž jejich výkon je poněkud snížen a pracovní podmínky jsou usnadněny.