Toimenpiteet voimalinjojen vakauden ja jatkuvan toiminnan parantamiseksi pitkiä matkoja

Voimalinjan rinnakkaistoiminnan stabiilisuus on tärkein rooli sähköenergian siirtämisessä pitkiä matkoja. Vakausolosuhteiden mukaan johdon siirtokapasiteetti kasvaa suhteessa jännitteen neliöön, ja siksi siirtojännitteen nostaminen on yksi tehokkaimmista tavoista lisätä piirin kuormitusta ja siten vähentää rinnakkaisten piirien määrää. .

Tapauksissa, joissa on teknisesti ja taloudellisesti epäkäytännöllistä siirtää erittäin suuria, luokkaa 1 miljoona kW tai enemmän tehoja pitkiä matkoja, tarvitaan erittäin merkittävää jännitteen lisäystä. Samalla kuitenkin laitteiden koko, paino ja hinta sekä tuotannon ja kehittämisen vaikeudet kasvavat merkittävästi. Tähän liittyen on viime vuosina kehitetty toimenpiteitä voimajohtojen kapasiteetin lisäämiseksi, mikä olisi halpaa ja samalla varsin tehokasta.

Voimansiirron luotettavuuden kannalta on merkitystä sillä, kuinka staattinen ja dynaaminen rinnakkaistoiminnan stabiilisuus... Jotkut alla käsitellyistä toiminnoista liittyvät molempiin stabiilisuustyyppeihin, kun taas toiset ovat ensisijaisesti jollekin niistä, joista keskustellaan in -down.

Hidasta nopeutta

Yleisesti hyväksytty ja halvin tapa lisätä lähetystehoa on lyhentää vaurioituneen elementin (johto, sen erillinen osa, muuntaja jne.) sammutusaikaa, joka koostuu toiminta-ajasta. releen suojaus ja itse kytkimen toiminta-aika. Tätä toimenpidettä sovelletaan laajalti olemassa oleviin voimalinjoihin. Nopeuden suhteen on viime vuosina tapahtunut monia suuria edistysaskeleita sekä releen suojauksessa että katkaisimissa.

Pysäytysnopeus on tärkeä vain dynaamisen vakauden kannalta ja pääasiassa yhteenliitetyille siirtolinjoille, jos itse voimajohdossa on vikoja. Lohkoenergiansiirroissa, joissa linjan vika johtaa lohkon sammumiseen, dynaaminen vakaus on tärkeää vastaanottavan (toissijaisen) verkon vikojen sattuessa ja siksi on huolehdittava vian nopeimmasta poistamisesta. tässä verkossa.

Nopeiden jännitesäätimien käyttö

Jos verkossa tapahtuu oikosulkuja, suurten virtojen virtauksesta johtuen jännitteessä on aina jompikumpi aleneminen. Jännitehäviöitä voi esiintyä myös muista syistä, esimerkiksi kun kuorma kasvaa nopeasti tai kun generaattorin virta katkaistaan, jolloin teho jakautuu uudelleen yksittäisten asemien välillä.

Jännitteen aleneminen johtaa jyrkäseen rinnakkaistoiminnan stabiilisuuden heikkenemiseen... Tämän eliminoimiseksi tarvitaan voimansiirron päissä olevaa nopeaa jännitteen nousua, joka saavutetaan käyttämällä nopeita jännitteensäätimiä, jotka vaikuttavat generaattoreiden jännitystä ja lisää niiden jännitystä.

Tämä toiminta on yksi halvimmista ja tehokkaimmista. On kuitenkin välttämätöntä, että jännitesäätimillä on hitaus, ja lisäksi koneen herätejärjestelmän tulee tarjota tarvittava jännitteen nousunopeus ja sen suuruus (multipliciteetti) normaaliin verrattuna, ts. niin kutsuttu katto".

Laitteiston parametrien parantaminen

Kuten edellä mainittiin, kokonaisarvo siirtovastus sisältää generaattoreiden ja muuntajien vastuksen. Rinnakkaistoiminnan stabiilisuuden kannalta tärkeä asia on reaktanssi (aktiivinen vastus, kuten edellä mainittiin, vaikuttaa tehoon ja energiahäviöön).

Generaattorin tai muuntajan reaktanssin yli menevä jännitehäviö sen nimellisvirralla (nimellistehoa vastaavalla virralla), joka viitataan normaalijännitteeseen ja ilmaistaan ​​prosentteina (tai yksikön osina), on yksi yksikön tärkeimmistä ominaisuuksista. generaattori tai muuntaja.

Teknisistä ja taloudellisista syistä generaattorit ja muuntajat on suunniteltu ja valmistettu erityisiä vasteita varten, jotka ovat optimaaliset tietylle konetyypille. Reaktanssit voivat vaihdella tietyissä rajoissa, ja reaktanssin laskuun liittyy yleensä koon ja painon kasvu ja siten myös kustannusten kasvu.Generaattorien ja muuntajien hinnannousu on kuitenkin suhteellisen pientä ja taloudellisesti täysin perusteltua.

Joissakin olemassa olevissa voimajohdoissa käytetään laitteita, joiden parametrit ovat parannetut. On myös huomattava, että käytännössä joissain tapauksissa käytetään laitteita, joissa on vakio (tyypillinen) reaktantti, mutta hieman suuremmalla teholla, laskettuna erityisesti tehokertoimelle 0,8, itse asiassa tehon siirtotavan mukaan. , pitäisi olla yhtä suuri kuin 0. 9 - 0,95.

Tapauksissa, joissa teho siirretään vesivoimalaitokselta ja turbiini voi kehittää nimellistehoa suuremman tehon 10 % ja joskus jopa enemmän, niin lasketun paineen ylittävissä paineissa generaattorin antama pätöteho kasvaa. on mahdollista.

Viestien muutos

Onnettomuuden sattuessa toinen kahdesta rinnakkaisesta johdosta, jotka toimivat yhdistetyssä kaaviossa ja ilman välivalintaa, hajoaa kokonaan ja siksi voimalinjan vastus kaksinkertaistuu. Jäljellä olevalla työlinjalla on mahdollista siirtää kaksinkertainen teho, jos sen pituus on suhteellisen lyhyt.

Huomattavasti pitkillä linjoilla toteutetaan erityistoimenpiteitä johdon jännitehäviön kompensoimiseksi ja sen pitämiseksi vakiona voimansiirron vastaanottopäässä. Sitä varten voimakas synkroniset kompensaattoritjotka lähettävät linjaan loistehoa, joka osittain kompensoi itse johdon ja muuntajien reaktanssista aiheutuvaa loistehoa.

Tällaiset synkroniset kompensaattorit eivät kuitenkaan voi taata pitkän voimansiirron toiminnan vakautta.Pitkillä linjoilla voidaan käyttää kytkentänapoja, jotka jakavat linjan useisiin osiin, jotta vältetään lähetetyn tehon pieneneminen yhden piirin hätäpysäytystilanteessa.

Kytkintoloihin on järjestetty virtakiskot, joihin kytketään kytkimien avulla erilliset johtoosat. Napojen läsnä ollessa onnettomuuden sattuessa vain vaurioitunut osa irrotetaan, ja siksi linjan kokonaisvastus kasvaa hieman, esimerkiksi kahdella kytkentänavalla se kasvaa vain 30%, eikä kahdesti, kuten se olisi virkojen vaihtamisen puutteessa.

Mitä tulee koko voimansiirron kokonaisresistanssiin (mukaan lukien generaattorien ja muuntajien vastus), resistanssin kasvu on vielä pienempi.

Johtojen erottaminen

Johtimen reaktanssi riippuu johtimien välisen etäisyyden suhteesta johtimen säteeseen. Jännitteen kasvaessa pääsääntöisesti myös johtimien välinen etäisyys ja niiden poikkileikkaus ja siten säde kasvaa. Siksi reaktanssi vaihtelee suhteellisen kapeissa rajoissa, ja likimääräisissä laskelmissa se on yleensä yhtä suuri kuin x = 0,4 ohmia / km.

Linjoilla, joiden jännite on 220 kV ja enemmän, havaitaan ns. "Kruunu". Tämä ilmiö liittyy energiahäviöihin, mikä on erityisen merkittävää huonolla säällä.Liian koronahäviöiden eliminoimiseksi tarvitaan johtimen tietty halkaisija. Yli 220 kV jännitteillä saadaan tiheitä johtimia, joiden poikkileikkaus on niin suuri, ettei se ole taloudellisesti perusteltua.Näistä syistä onttoja kuparilankoja on ehdotettu, ja niille on löytynyt käyttöä.

Koronan kannalta on tehokkaampaa käyttää onttojen - halkaistujen johtojen sijaan... Jaettu lanka koostuu 2-4 erillisestä johdosta, jotka sijaitsevat tietyllä etäisyydellä toisistaan.

Kun lanka halkeaa, sen halkaisija kasvaa ja seurauksena:

a) koronan aiheuttamat energiahäviöt vähenevät merkittävästi,

b) sen reaktiivinen ja aaltovastus pienenee ja vastaavasti voimalinjan luonnollinen teho kasvaa. Siiman luonnollinen voima kasvaa noin kahta säiettä halkaiseessa 25 - 30 %, kolmella - jopa 40 %, neljällä - 50 %.

Pituussuuntainen kompensointi

Kun linjan pituus kasvaa, sen reaktanssi kasvaa vastaavasti, ja tämän seurauksena rinnakkaisen toiminnan vakaus huononee merkittävästi. Pitkän siirtojohdon reaktanssin pienentäminen lisää sen kantokykyä. Tällainen vähennys voidaan tehokkaimmin saavuttaa sisällyttämällä peräkkäin staattisia kondensaattoreita linjaan.

Tällaiset kondensaattorit ovat vaikutukseltaan vastakkaisia ​​linjan itseinduktanssin toiminnan kanssa ja siten tavalla tai toisella kompensoivat sitä. Siksi tällä menetelmällä on yleinen nimitys pituussuuntainen kompensointi... Staattisten kondensaattoreiden lukumäärästä ja koosta riippuen induktiivinen vastus voidaan kompensoida jommallakummalla linjan pituudella. Kompensoidun viivan pituuden suhdetta sen kokonaispituuteen, ilmaistaan ​​yksikön osina tai prosentteina, kutsutaan kompensaatioasteeksi.

Voimajohtoosaan sisältyvät staattiset kondensaattorit altistuvat epätavallisille olosuhteille, jotka voivat syntyä oikosulun aikana sekä itse voimajohdossa että sen ulkopuolella, esimerkiksi vastaanottoverkossa. Vakavimpia ovat oikosulut itse johdossa.

Kun suuret hätävirrat kulkevat kondensaattoreiden läpi, niiden jännite kasvaa merkittävästi, vaikkakin lyhyeksi ajaksi, mutta se voi olla vaarallista niiden eristykselle. Tämän välttämiseksi ilmarako on kytketty rinnan kondensaattoreiden kanssa. Kun jännite kondensaattoreiden yli ylittää tietyn, esivalitun arvon, rako katkeaa ja tämä luo rinnakkaisen reitin varavirran kulkemiseen. Koko prosessi tapahtuu erittäin nopeasti ja sen päätyttyä kondensaattorien hyötysuhde palautuu jälleen.

Kun kompensointiaste ei ylitä 50 %, niin sopivin asennus on staattiset kondensaattoripankit keskellä linjaa, kun taas niiden teho on jonkin verran pienentynyt ja työolot helpottuvat.