Maatregelen om de stabiliteit en continue werking van hoogspanningslijnen over lange afstanden te verbeteren

De stabiliteit van de parallelle werking van de hoogspanningslijn speelt de belangrijkste rol bij de overdracht van elektrische energie over lange afstanden. Volgens de stabiliteitsomstandigheden neemt de transmissiecapaciteit van de lijn evenredig toe met het kwadraat van de spanning, en daarom is het verhogen van de transmissiespanning een van de meest effectieve manieren om de belasting van een circuit te vergroten en zo het aantal parallelle circuits te verminderen .

In gevallen waarin het technisch en economisch onpraktisch is om zeer grote vermogens in de orde van grootte van 1 miljoen kW of meer over lange afstanden over te dragen, is een zeer aanzienlijke spanningsverhoging vereist. Tegelijkertijd nemen echter de omvang van de apparatuur, het gewicht en de kosten ervan, evenals de moeilijkheden bij de productie en ontwikkeling ervan, aanzienlijk toe. In dit verband zijn de afgelopen jaren maatregelen ontwikkeld om de capaciteit van transmissielijnen te vergroten, wat goedkoop en tegelijkertijd behoorlijk effectief zou zijn.

Vanuit het oogpunt van de betrouwbaarheid van de krachtoverbrenging maakt het uit hoe statische en dynamische stabiliteit van parallelle werking... Sommige van de hieronder besproken activiteiten zijn relevant voor beide soorten stabiliteit, terwijl andere voornamelijk voor een van hen zijn, die zal worden besproken in - omlaag.

Versnel snelheid

De algemeen aanvaarde en goedkoopste manier om het uitgezonden vermogen te vergroten, is het verkorten van de tijd om het beschadigde element uit te schakelen (lijn, zijn afzonderlijke sectie, transformator, enz.), Die bestaat uit de actietijd relais bescherming en de bedrijfstijd van de schakelaar zelf. Deze maatregel wordt veel toegepast op bestaande hoogspanningslijnen. Op het gebied van snelheid zijn er de afgelopen jaren veel grote vorderingen gemaakt op het gebied van zowel relaisbeveiliging als stroomonderbrekers.

De stopsnelheid is alleen belangrijk voor dynamische stabiliteit en vooral voor onderling verbonden transmissielijnen in geval van storingen op de transmissielijn zelf. Voor bloktransmissies van energie, waarbij een storing op de lijn leidt tot het afsluiten van het blok, is dynamische stabiliteit belangrijk in het geval van storingen in het ontvangende (secundaire) netwerk en daarom is het noodzakelijk om te zorgen voor de snelste verwijdering van de storing in dit netwerk.

Toepassing van hogesnelheidsspanningsregelaars

In het geval van kortsluitingen in het netwerk, als gevolg van de stroom van grote stromen, is er altijd een of andere spanningsvermindering. Spanningsdips kunnen ook om andere redenen optreden, bijvoorbeeld wanneer de belasting snel toeneemt of wanneer de generator wordt uitgeschakeld, waardoor het vermogen wordt herverdeeld tussen individuele stations.

Een afname van de spanning leidt tot een sterke verslechtering van de stabiliteit van parallelle werking... Om dit te elimineren, is een snelle toename van de spanning aan de uiteinden van de krachtoverbrenging vereist, wat wordt bereikt door gebruik te maken van snelle spanningsregelaars die invloed hebben op de opwinding van de generatoren en hun spanning verhogen.

Deze activiteit is een van de goedkoopste en meest effectieve. Het is echter noodzakelijk dat de spanningsregelaars traagheid hebben, en bovendien moet het excitatiesysteem van de machine de nodige stijgingssnelheid van de spanning en de grootte (multipliciteit) ervan bieden in vergelijking met normaal, d.w.z. de zogenoemde plafond ".

Verbetering van hardwareparameters

Zoals hierboven vermeld, de totale waarde transmissie weerstand omvat de weerstand van generatoren en transformatoren. Vanuit het oogpunt van de stabiliteit van parallelle werking is het belangrijkste de reactantie (de actieve weerstand, zoals hierboven vermeld, beïnvloedt het vermogens- en energieverlies).

De spanningsval over de reactantie van een generator of transformator bij zijn nominale stroom (stroom die overeenkomt met het nominale vermogen), verwezen naar de normale spanning en uitgedrukt als een percentage (of delen van een eenheid), is een van de belangrijke kenmerken van een generator of transformator.

Om technische en economische redenen worden generatoren en transformatoren ontworpen en vervaardigd voor specifieke reacties die optimaal zijn voor een bepaald type machine. Reactanties kunnen binnen bepaalde grenzen variëren, en een afname van de reactantie gaat in de regel gepaard met een toename in grootte en gewicht, en dus in kosten.De stijging van de prijs van generatoren en transformatoren is echter relatief klein en economisch volledig gerechtvaardigd.

Sommige van de bestaande transmissielijnen gebruiken apparatuur met verbeterde parameters. Er moet ook worden opgemerkt dat in de praktijk in sommige gevallen apparatuur met standaard (typische) reactanten wordt gebruikt, maar met een iets hoger vermogen, met name berekend voor een arbeidsfactor van 0,8, terwijl in feite volgens de transmissiemodus van vermogen , zou naar verwachting gelijk moeten zijn aan 0,9 — 0,95.

In gevallen waarin het vermogen wordt overgedragen van het waterkrachtstation en de turbine een vermogen kan ontwikkelen dat 10% groter is dan het nominale vermogen, en soms zelfs meer, dan bij drukken die de berekende overschrijden, een toename van het actieve vermogen dat door de generator wordt geleverd is mogelijk.

Verandering van posten

In het geval van een ongeval valt een van de twee parallelle lijnen die in een aangesloten schema werken en zonder tussenselectie volledig uit en daardoor wordt de weerstand van de hoogspanningslijn verdubbeld. Overbrenging van tweemaal zoveel vermogen op de resterende werklijn is mogelijk als deze een relatief korte lengte heeft.

Voor lijnen met een aanzienlijke lengte worden speciale maatregelen genomen om de spanningsval in de lijn te compenseren en constant te houden aan de ontvangende kant van de krachtoverbrenging. Daartoe krachtig synchrone compensatorendie blindvermogen naar de lijn sturen dat gedeeltelijk het achterblijvende blindvermogen compenseert dat wordt veroorzaakt door de reactantie van de lijn zelf en de transformatoren.

Dergelijke synchrone compensatoren kunnen de werkingsstabiliteit van een lange krachtoverbrenging echter niet garanderen.Om bij een noodstop van een circuit een vermindering van het uitgezonden vermogen te voorkomen, kunnen op lange lijnen schakelpalen worden gebruikt, die de lijn in meerdere secties verdelen.

Bij de schakelposten zijn rails aangebracht, waarop met behulp van wissels afzonderlijke delen van de leidingen zijn aangesloten. In de aanwezigheid van palen wordt bij een ongeval alleen het beschadigde gedeelte losgekoppeld en daarom neemt de totale weerstand van de lijn iets toe, bijvoorbeeld met 2 schakelpolen, deze neemt slechts met 30% toe, en niet tweemaal, zoals het zou zijn bij gebrek aan wisselposten.

In termen van de totale weerstand van de gehele krachtoverbrenging (inclusief de weerstand van generatoren en transformatoren) zal de toename in weerstand nog minder zijn.

Scheiding van draden

De reactantie van een geleider hangt af van de verhouding tussen de afstand tussen de geleiders en de straal van de geleider. Naarmate de spanning toeneemt, neemt in de regel ook de afstand tussen de draden en hun doorsnede, en dus de straal, toe. Daarom varieert de reactantie binnen relatief nauwe grenzen, en in geschatte berekeningen wordt deze meestal gelijkgesteld aan x = 0,4 ohm / km.

Bij lijnen met een spanning van 220 kV en meer wordt het zogenaamde fenomeen waargenomen. "Kroon". Dit fenomeen gaat gepaard met energieverliezen, vooral significant bij slecht weer.Om overmatige coronaverliezen te elimineren, is een bepaalde diameter van de geleider vereist. Bij spanningen boven 220 kV worden dichte geleiders met een zo grote doorsnede verkregen dat dit economisch niet te verantwoorden is.Om deze redenen zijn holle koperdraden voorgesteld en hebben enig nut gevonden.

Vanuit het oogpunt van de corona is het efficiënter om in plaats van holle - gesplitste draden te gebruiken... Een gesplitste draad bestaat uit 2 tot 4 afzonderlijke draden die zich op een bepaalde afstand van elkaar bevinden.

Wanneer de draad splijt, neemt de diameter toe en als resultaat:

a) energieverliezen als gevolg van de corona worden aanzienlijk verminderd,

b) de reactieve en golfweerstand neemt af en dienovereenkomstig neemt het natuurlijke vermogen van de hoogspanningslijn toe. De natuurlijke kracht van de lijn neemt ongeveer toe bij het splitsen van twee strengen met 25 - 30%, met drie - tot 40%, met vier - met 50%.

Longitudinale compensatie

Naarmate de lengte van de lijn toeneemt, neemt de reactantie dienovereenkomstig toe, en als gevolg daarvan verslechtert de stabiliteit van parallelle werking aanzienlijk. Het verminderen van de reactantie van een lange transmissielijn verhoogt het draagvermogen. Een dergelijke reductie kan het meest effectief worden bereikt door achtereenvolgens statische condensatoren in de lijn op te nemen.

Dergelijke condensatoren zijn in hun effect tegengesteld aan de werking van de zelfinductie van de lijn, en dus compenseren ze dit tot op zekere hoogte. Daarom heeft deze methode de algemene naam longitudinale compensatie... Afhankelijk van het aantal en de grootte van de statische condensatoren kan de inductieve weerstand worden gecompenseerd voor een of andere lijnlengte. De verhouding van de lengte van de gecompenseerde lijn tot zijn totale lengte, uitgedrukt in delen van een eenheid of als percentage, wordt de mate van compensatie genoemd.

Statische condensatoren die zijn opgenomen in het transmissielijngedeelte worden blootgesteld aan ongebruikelijke omstandigheden die kunnen optreden tijdens een kortsluiting, zowel op de transmissielijn zelf als daarbuiten, bijvoorbeeld in het ontvangende netwerk. De ernstigste zijn kortsluitingen op de lijn zelf.

Wanneer grote noodstromen door de condensatoren gaan, neemt de spanning daarin aanzienlijk toe, zij het voor een korte tijd, maar het kan gevaarlijk zijn voor hun isolatie. Om dit te voorkomen is parallel aan de condensatoren een luchtspleet geschakeld. Wanneer de spanning over de condensatoren een bepaalde, vooraf geselecteerde waarde overschrijdt, wordt de opening doorgesneden en ontstaat er een parallel pad voor de noodstroom. Het hele proces verloopt zeer snel en na voltooiing is de efficiëntie van de condensatoren weer hersteld.

Wanneer de mate van compensatie niet hoger is dan 50%, dan is de meest geschikte installatie statische condensatorbanken in het midden van de lijn, terwijl hun vermogen enigszins is verminderd en de werkomstandigheden zijn vergemakkelijkt.