Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

тируемой линии. Испытания подтвердили, что расчеты режима одностороннего включения могут выполняться с необходимой для решения практических задач точностью при учете энергоси­ стемы эквивалентным переходным сопротивлением.

Удельные параметры линии по прямой и нулевой последова­ тельностям рассчитываются по формулам, приведенным в При­ ложении I.

Величина эквивалентной э.д. с. определяется по реактивной мощности, стекающей в том или ином расчетном режиме в при­ емную систему или принимаемой электрической станцией.

Наличие быстродействующих релейных защит, отключаю­ щих короткое замыкание в течение 0,12—0,2 с, позволяет счи­ тать, что при всех расчетных коммутациях величины эквива­ лентных э. д. с. приемных систем остаются такими же, как и в режиме, предшествовавшем началу коммутации.

Значительные приращения переходных э. д. с. возможны при авариях, приводящих к асинхронному ходу. На электростанци­ ях с гидрогенераторами переходная э. д. с. при асинхронном хо­ де может увеличиться на 20—30%, а при наличии турбогенера­ торов примерно на 10%.

Длительные повышения напряжения при промышленной ча­ стоте. Известно, что физические свойства линии как устройства для передачи электрической энергии полностью определяются

двумя параметрами: коэффициентом распространения у и вол­

а также активное сопротивление, которое на линиях с расщеп­ ленными проводами значительно меньше индуктивного (г/дгСІ). Поэтому в формуле (10-2) можно пренебречь затуханием и учи­ тывать только коэффициент изменения фазы ß, характеризую­ щий поворот вектора напряжения при распространении волны

250

Расчет длительных повышений напряжения производится по известным из теоретической электротехники формулам, позво­ ляющим вычислить напряжение и ток в любой точке линии дли­ ной I и, в частности, в ее начале, если известны удельные пара­ метры, а также напряжение и ток в конце линии. В случае линии, не имеющей потерь, напряжение и ток могут быть рассчи­ таны следующим образом:

где Uu U2, 11, /2 — напряжения и токи в начале и в конце длин­ ной линии; ß/ — волновая (электрическая) длина линии, ß /=

= Ы Ѵ Т с .

Длительные повышения напряжения на замкнутой симмет­ ричной линии. Если напряжения в начале и в конце замкнутого с двух сторон участка равны между собой и передаваемая мощ­ ность меньше натуральной, то наибольшее повышение напряже­ ния UM на линии без потерь будет в ее середине и может быть определено по формуле, устанавливающей связь между пара­ метрами передачи и параметрами режима (напряжением, пере­ даваемой мощностью Р, и углом сдвига б между напряже­ ниями) :

У 2 cos —

Величина t/Mдостигает наибольших значений в режимах хо­ лостого хода и передачи малых мощностей, когда угол сдвига между напряжениями в начале и в конце линии равен нулю или приближается к этой величине.

Резонансные условия возникают при волновой длине линии ß/=180°, т. е. в случае линии, настроенной на полуволновую длину. На линиях длиной 1 000 км (ß/=60°) напряжение увели­ чивается только на 15%■ Поэтому в наиболее распространенных случаях, когда длина участков линии не превышает 300 км, по­ вышение напряжения в средних точках может не учитываться.

В режиме передачи натуральной мощности напряжения в се­ редине линии и по ее концам равны. В том случае, когда по линии передается мощность больше натуральной, напряжение в середине линии будет меньше, чем по ее концам.

Длительные повышения напряжения на линии с односторон­ ним питанием. Анализ режимов одностороннего включения можно производить без учета потерь активной мощности в ли­

251

нии. При одностороннем питании ток /2 в конце линии равен нулю и уравнения (10-6), (10-7) имеют следующий вид:

Из уравнений (10-60 и (10-70 можно определить входное сопротивление холостой линии, равное сопротивлению двухпо­ люсника, который нужно включить вместо линии так, чтобы ре­

жим генераторов (Üu 10 не изменился:

(10-9)

Входное сопротивление холостой линии зависит от ее пара­ метров и длины и при I -< 1 500 км имеет емкостный характер.

При замене линии входным сопротивлением длительное по­ вышение напряжения в начале линии (вынужденная составля­ ющая переходного процесса) может быть определено из соот­ ношения

Х с\ — входное сопротивление прямой последовательности пита­ ющей станции или системы; ЛвХі — входное сопротивление пря­ мой последовательности участка линии с односторонним пита­ нием.

Длительное повышение напряжения (вынужденная состав­ ляющая переходного процесса) непосредственно зависит от мощности системы, к которой примыкает разомкнутый участок линии, и от его длины I.

Если линия присоединена к системе бесконечной мощности, то полный резонанс напряжений наступает при ß/=90°, что со­ ответствует /= 1 500 км. Необходимо отметить, что в реальных условиях приближение к резонансу происходит на длинных ли­ ниях, присоединенных к маломощным приемным системам.

Отношение напряжений в различных точках линии называ­

252

ленным ранее напряжению в начале линии U\ и коэффициенту передачи

щие через индуктивные сопротивления длинной холостой линии, вызывают дополнительное падение напряжения, которое скла­ дывается с э. д. с. источника.

В схеме с односторонним питанием к концу линии может быть присоединена нагрузка. Часто нагрузка представляет со­ бой индуктивность шунтирующего реактора, находящегося в конце участка линии. Входное сопротивление участка линии с присоединенной к нему индуктивной нагрузкой Хя можно опре­ делить по формуле

где Xni — индуктивность реактора или нагрузки; Хк1— входное сопротивление линии, короткозамкнутой на конце.

При определении напряжения U2 по формуле (10-12) коэф­ фициент передачи напряжения рассчитывается по формуле

(10-15).

По приведенным формулам может быть произведен расчет длительного повышения напряжения на шинах электростанции или питающей энергосистемы в режиме одностороннего питания длинной линии с присоединенными к ней шунтирующими реак­ торами. Для решения этой задачи прежде всего необходимо определить входное сопротивление прямой последовательности для рассматриваемой схемы относительно питающих шин.

Вначале рассчитывается входное сопротивление наиболее удаленного участка от разомкнутого конца до точки, в которой присоединены шунтирующие реакторы, и складывается парал­ лельно с реактивным сопротивлением реактора. Полученная ве­ личина рассматривается как реактивная нагрузка для следую­ щего участка. Эти операции по свертыванию схемы продолжа­ ются до тех пор, пока не будет рассчитано входное сопротивле­ ние всей линии относительно шин станции или питающей системы, которое после этого складывается параллельно с реак­

253

тивным сопротивлением реакторов, присоединенных к началу линии. После этого при известных эквивалентных э. д. с. и вход­ ном сопротивлении питающей станции или системы определяет­ ся длительное повышение напряжения в начале линии.

С помощью коэффициентов передачи можно рассчитать величину длительного повышения напряжения в любой точке линии.

Длительные повышения напряжения на линии с односторон­ ним питанием при несимметричном коротком замыкании. Рас­ чет повышения напряжения на неповрежденных фазах произво­ дится методом симметричных составляющих. Как обычно пред­ полагается, что входные сопротивления прямой и обратной последовательностей равны между собой.

В случае однофазного короткого замыкания на фазе А дли­ тельное повышение напряжения на неповрежденных фазах В и

вслучае двухфазного короткого замыкания на землю фаз В и

Снапряжение на неповрежденной фазе А

Uak Ua 2X0 + X1 '

где Uа — фазное напряжение в нормальном режиме в месте короткого замыкания до его возникновения; Х\, Хо — входные сопротивления схемы относительно точки короткого замыкания по прямой и нулевой последовательностям.

Напряжение на поврежденной и неповрежденной фазах в точке б, удаленной от места короткого замыкания (точка а), может быть определено по следующим формулам.

Короткое замыкание на фазе А

254