Foranstaltninger til forbedring af stabiliteten og kontinuerlig drift af elledninger over lange afstande

Stabiliteten af ​​den parallelle drift af kraftledningen spiller den vigtigste rolle i transmissionen af ​​elektrisk energi over lange afstande. I henhold til stabilitetsforholdene stiger ledningens transmissionskapacitet proportionalt med spændingens kvadrat, og derfor er en forøgelse af transmissionsspændingen en af ​​de mest effektive måder at øge belastningen på et kredsløb og dermed reducere antallet af parallelle kredsløb .

I de tilfælde, hvor det er teknisk og økonomisk upraktisk at transmittere meget store ydelser i størrelsesordenen 1 million kW eller mere over lange afstande, så er en meget betydelig stigning i spændingen påkrævet. Samtidig stiger udstyrets størrelse, dets vægt og omkostninger samt vanskelighederne ved dets produktion og udvikling betydeligt. I den forbindelse er der i de senere år blevet udviklet foranstaltninger til at øge kapaciteten af ​​transmissionsledninger, hvilket ville være billigt og samtidig ret effektivt.

Ud fra et synspunkt om kraftoverførselspålidelighed har det betydning, hvor statisk og dynamisk stabilitet paralleldrift... Nogle af de aktiviteter, der diskuteres nedenfor, er relevante for begge typer stabilitet, mens andre primært er for en af ​​dem, som vil blive diskuteret i -ned.

Speed ​​off hastighed

Den generelt accepterede og billigste måde at øge den transmitterede effekt på er at reducere tiden til at slukke for det beskadigede element (ledning, dens separate sektion, transformer osv.), som består af handlingstiden relæ beskyttelse og selve afbryderens driftstid. Denne foranstaltning anvendes i vid udstrækning på eksisterende elledninger. Hastighedsmæssigt er der de seneste år sket mange store fremskridt inden for både relæbeskyttelse og afbrydere.

Stophastigheden er kun vigtig for dynamisk stabilitet og hovedsageligt for sammenkoblede transmissionsledninger i tilfælde af fejl på selve transmissionslinjen. For bloktransmissioner af energi, hvor en fejl på ledningen fører til nedlukning af blokken, er dynamisk stabilitet vigtig i tilfælde af fejl i det modtagende (sekundære) netværk, og derfor er det nødvendigt at sørge for hurtigst mulig fjernelse af fejlen i dette netværk.

Anvendelse af højhastighedsspændingsregulatorer

I tilfælde af kortslutninger i netværket, på grund af strømmen af ​​store strømme, er der altid en eller anden reduktion i spændingen. Spændingsfald kan også opstå af andre årsager, for eksempel når belastningen øges hurtigt, eller når generatoren slukkes, hvilket resulterer i, at strømmen omfordeles mellem de enkelte stationer.

Et fald i spændingen fører til en kraftig forringelse af stabiliteten af ​​paralleldrift... For at eliminere dette kræves en hurtig stigning i spændingen ved enderne af kraftoverførslen, hvilket opnås ved at bruge højhastighedsspændingsregulatorer, der påvirker excitation af generatorerne og øge deres spænding.

Denne aktivitet er en af ​​de billigste og mest effektive. Det er dog nødvendigt, at spændingsregulatorerne har inerti, og derudover skal maskinens excitationssystem give den nødvendige stigningshastighed af spændingen og dens størrelse (multiplikitet) i forhold til normalt, dvs. den såkaldte loft".

Forbedring af hardwareparametre

Som nævnt ovenfor er den samlede værdi transmissionsmodstand omfatter modstanden af ​​generatorer og transformere. Fra synspunktet om stabiliteten af ​​parallel drift er det vigtige reaktansen (den aktive modstand, som nævnt ovenfor, påvirker kraft- og energitabet).

Spændingsfaldet over reaktansen af ​​en generator eller transformer ved dens mærkestrøm (strøm svarende til den nominelle effekt), refereret til den normale spænding og udtrykt som en procentdel (eller dele af en enhed), er en af ​​de vigtige egenskaber ved en generator eller transformer.

Af tekniske og økonomiske årsager er generatorer og transformere designet og fremstillet til specifikke reaktioner, der er optimale for en given type maskine. Reaktanser kan variere inden for visse grænser, og et fald i reaktans er som regel ledsaget af en stigning i størrelse og vægt og derfor i omkostninger.Stigningen i prisen på generatorer og transformere er dog relativt lille og økonomisk fuldt ud berettiget.

Nogle af de eksisterende transmissionsledninger bruger udstyr med forbedrede parametre. Det skal også bemærkes, at der i praksis i nogle tilfælde anvendes udstyr med standard (typiske) reaktanter, men med en lidt højere effekt, beregnet især for en effektfaktor på 0,8, mens det faktisk er i henhold til transmissionsmåden for effekt , bør forventes at være lig med 0, 9 — 0,95.

I tilfælde, hvor kraften overføres fra vandkraftværket, og turbinen kan udvikle en effekt, der er større end den nominelle med 10 %, og nogle gange endda mere, så ved tryk, der overstiger det beregnede, en stigning i den aktive effekt givet af generatoren er muligt.

Ændring af indlæg

I tilfælde af en ulykke, en af ​​de to parallelle linjer, der fungerer i en forbundet ordning og uden mellemvalg, bryder den fuldstændigt ned, og derfor fordobles modstanden af ​​strømledningen. Transmission af dobbelt så meget strøm på den resterende arbejdsledning er mulig, hvis den har en relativt kort længde.

For ledninger af betydelig længde træffes særlige foranstaltninger for at kompensere for spændingsfaldet i ledningen og for at holde det konstant i den modtagende ende af kraftoverførslen. Til det formål kraftfuld synkrone kompensatorersom sender reaktiv effekt til ledningen, der delvist kompenserer for den haltende reaktive effekt forårsaget af reaktansen af ​​selve ledningen og transformatorerne.

Sådanne synkrone kompensatorer kan imidlertid ikke garantere driftsstabiliteten ved lang kraftoverførsel.På lange strækninger kan der, for at undgå en reduktion af den transmitterede effekt i tilfælde af en nødafbrydelse af et kredsløb, anvendes koblingspoler, som opdeler ledningen i flere sektioner.

Samleskinner er arrangeret ved skifteposterne, hvortil separate sektioner af ledningerne er forbundet ved hjælp af afbrydere. I tilstedeværelse af poler, i tilfælde af en ulykke, er kun den beskadigede sektion afbrudt, og derfor stiger den samlede modstand af linjen lidt, for eksempel med 2 skiftepoler, stiger den kun med 30%, og ikke to gange, som det ville være med manglende stillingsskifte.

Med hensyn til den samlede modstand af hele krafttransmissionen (inklusive modstanden af ​​generatorer og transformere), vil stigningen i modstand være endnu mindre.

Adskillelse af ledninger

En leders reaktans afhænger af forholdet mellem afstanden mellem lederne og lederens radius. Efterhånden som spændingen stiger, øges som regel også afstanden mellem ledningerne og deres tværsnit, og derfor radius. Derfor varierer reaktansen inden for relativt snævre grænser, og i omtrentlige beregninger tages den normalt lig med x = 0,4 ohm/km.

I tilfælde af ledninger med en spænding på 220 kV og mere observeres det såkaldte fænomen. "Krone". Dette fænomen er forbundet med energitab, især betydelige i dårligt vejr.For at eliminere for store koronatab kræves en vis diameter på lederen. Ved spændinger over 220 kV opnås tætte ledere med så stort et tværsnit, at det ikke kan forsvares økonomisk.Af disse grunde er hule kobbertråde blevet foreslået og har fundet nogen anvendelse.

Set fra coronaens synspunkt er det mere effektivt at bruge i stedet for hule - splittråde... En splittråd består af 2 til 4 separate ledninger placeret i en vis afstand fra hinanden.

Når tråden deler sig, øges dens diameter og som et resultat:

a) energitab på grund af koronaen er væsentligt reduceret,

b) dens reaktive modstand og bølgemodstand falder, og følgelig øges kraftledningens naturlige kraft. Linjens naturlige kraft øges tilnærmelsesvis, når to tråde opdeles med 25 — 30 %, med tre — op til 40 %, med fire — med 50 %.

Langsgående kompensation

Når længden af ​​linjen øges, stiger dens reaktans tilsvarende, og som et resultat forringes stabiliteten af ​​parallel drift betydeligt. Reduktion af reaktansen af ​​en lang transmissionsledning øger dens bæreevne. En sådan reduktion kan mest effektivt opnås ved sekventielt at inkludere statiske kondensatorer i ledningen.

Sådanne kondensatorer er i deres virkning modsatte af virkningen af ​​ledningens selvinduktans, og derfor kompenserer de i en eller anden grad for det. Derfor har denne metode det generelle navn langsgående kompensation... Afhængig af antallet og størrelsen af ​​de statiske kondensatorer kan den induktive modstand kompenseres for en eller anden ledningslængde. Forholdet mellem længden af ​​den kompenserede linje og dens samlede længde, udtrykt i dele af en enhed eller i procent, kaldes graden af ​​kompensation.

Statiske kondensatorer, der indgår i transmissionsledningssektionen, er udsat for usædvanlige forhold, der kan opstå under en kortslutning både på selve transmissionsledningen og uden for denne, for eksempel i det modtagende netværk. De mest alvorlige er kortslutninger på selve linjen.

Når store nødstrømme passerer gennem kondensatorerne, stiger spændingen i dem betydeligt, om end i kort tid, men det kan være farligt for deres isolering. For at undgå dette er en luftspalte forbundet parallelt med kondensatorerne. Når spændingen over kondensatorerne overstiger en bestemt, forudvalgt værdi, skæres mellemrummet over, og dette skaber en parallel vej for nødstrømmen til at flyde. Hele processen foregår meget hurtigt, og efter dens afslutning genoprettes effektiviteten af ​​kondensatorerne igen.

Når kompensationsgraden ikke overstiger 50 %, så er den bedst egnede installation statiske kondensatorbanker midt på linjen, mens deres kraft reduceres noget, og arbejdsforholdene gøres lettere.