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

а следовательно, и матрицу значений реактивной мощности

(12-27)

После этого решение можно уточнить. Однако для этого нужно скоррек­ тировать значения реактивной мощности, полученные из расчета, так как генерация реактивной мощности не во всех узлах может быть произвольной. Полученные результаты дают возможность предварительно решить вопрос о целесообразности применения тех или иных компенсирующих устройств (под которыми понимаются не только синхронные компенсаторы, которые могут как генерировать, так и потреблять реактивную мощность, но и реакторы).

Для определения значений реактивной мощности, генерируемой дополни­ тельно в узлах с помощью компенсирующих устройств, надо из полученных в результате расчета значений вычесть значения реактивной мощности, гене­ рируемые емкостью линий:

Qk= Q -Q c = Q - i4 bc .

где В с — столбцевая матрица емкостных проводимостей в узлах.

Полученные результаты дают возможность проектировщику решить во­ прос о целесообразности генерации реактивной мощности имеющимися источ­ никами (генераторами) и выборе дополнительных источников — их мощности и размещения. Как уже было указано выше, в сетях сверхвысоких номиналь­ ных напряжений размещение компенсирующих устройств в значительной мере диктуется условиями получения допустимого режима напряжений. Именно это условие и было положено в основу выполненного расчета.

В действительности, конечно, нет необходимости в точном соблюдении полученных данных. Однако определение наивыгоднейшего решения целесо­ образно получать, исходя из некоторого допустимого по параметрам режима решения. Поэтому практически не следует допускать значительных отклонений принимаемых значений от полученных из расчета. Важно только предполо­ жить установку компенсирующих устройств там, где они действительно могут быть установлены. В значениях их мощности должны учитываться и значения генерируемой мощности в близко расположенных узлах, где установка допол­ нительных устройств невозможна или нецелесообразна по другим сообра­ жениям.

Таким образом, для последующего расчета должна быть выполнена кор­ ректировка решения проектировщиком. Выполненный расчет следует рассмат­ ривать лишь как предварительный, вспомогательный. После внесения уточне­ ний в значения реактивной мощности по узлам расчет рабочего режима может быть выполнен по одному из ранее изложенных методов. В качестве исходного режима напряжений можно принять значения, получаемые по формуле (12-24) при значениях задающих токов, полученных по формулам (12-25) и (12-26).

Теперь можно считать известными как матрицу значений полной мощно­

сти по узлам S, так и матрицу напряжений U. Уточнение матрицы Ü про­ изводится обычным путем

При этом могут быть выделены и поперечные ветви, потери мощности

вкоторых пропорциональны квадрату приложенного напряжения:

Втех случаях, когда рассматриваемая электросеть состоит из участков разных номинальных напряжений, связанных трансформаторами с различны­ ми коэффициентами трансформации, возможен следующий путь расчета. Вна­ чале изложенный выше прием предварительной оценки значений генерируемой реактивной мощности по узлам применяется для сети каждой ступени транс-

340

Глава тринадцатая

НЕ О Д Н О Р О Д Н Ы Е

ЗА М К Н У Т Ы Е

Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Е С Е Т И

13-1 НЕОДНОРОДНОСТЬ ЗАМКНУТОЙ СЕТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ

НА УСЛОВИЯ РАБОТЫ СЕТИ

Изложенные выше методы рас­ чета рабочего режима электросети, конечно, справедливы для любых замкнутых сетей, в том числе и неоднородных. Однако неоднородные сети приходится рассматривать дополнительно, так как из расчета не всегда видны те недостатки, которые обус­ ловлены неоднородностью замкнутой сети. Не видны из расчета и те пути, которые могут быть использованы для улучшения ра­ бочих режимов.

Ниже более подробно рассмотрены характерные недостатки неоднородных замкнутых электросетей. Эти недостатки могут проявляться тем сильнее, чем больше неоднородность. Но, кроме того, они проявляются тем больше, чем больше транзит мощ­ ности, который относится к неоднородной части сети. Поэтому имеющиеся недостатки могут быть и не обнаружены вначале, хотя в дальнейшем могут приводить к значительным помехам в условиях эксплуатации.

Как известно, основными достоинствами замкнутой сети яв­ ляются повышение надежности электроснабжения потребителей и повышение технико-экономических показателей системы элек­ троснабжения; это относится как к показателям качества элек­ троэнергии, так и к экономичности работы самой сети. Однако в действительности эти преимущества замкнутой сети далеко не всегда оказываются полностью реализованными.

Неоднородность замкнутой сети существенно изменяет поло­ жение, лишает сеть указанных выше преимуществ и даже при­ водит к нежелательным последствиям. Поэтому указанные вы­ ше преимущества в действительности имеют место только в ре­ зультате дополнительных мероприятий, проводимых в соответст­ вии с данными специальных расчетов. В частности, они могут

342

быть в некоторой мере выявлены при выборе наивыгоднейших коэффициентов трансформации (в комплексном выражении).

Наиболее ощутимо влияние неоднородности замкнутой сети на такие ее показатели, как пропускная способность по условиям нагрева проводов и экономичность работы по значениям потерь активной мощности и энергии в ней. Как уже было указано, это влияние не всегда ощущается и зависит не только от степени неоднородности, но и от характера распределения пунктов пита­ ния и потребления и от значений их нагрузок.

Особо сильным оказывается это влияние в тех случаях, ког­ да на пути транзита большой мощности сеть представляет собой параллельные ветви значительной неоднородности — с линиями, на которых подвешены провода резко различных сечений, или с участками разных номинальных напряжений, соединенных транс­ форматорами. В последнем случае имеет значение то обстоя­ тельство, в какие ветви оказываются включенными сами транс­ форматоры. Поэтому влияние неоднородности может быть учте­ но при проектировании уже в процессе выбора схем соединений.

Под неоднородностью сети понимается различие в отношении активного и реактивного сопротивлений ветвей

Чем больше это различие для разных ветвей замкнутой части сети, тем больше ее неоднородность. В сети одного напряжения отношение £ может изменяться практически в пределах от 1 до 4, например в сети ПО кВ, где применяются сечения от 70 до 300 мм2. В случае сетей с участками разных номинальных на­ пряжений это отношение может получаться в еще больших пре­ делах, так как большое влияние могут оказывать ветви транс­ форматоров, для которых это отношение доходит до 15.

Можно считать, что для самих сетей сверхвысоких номиналь­ ных напряжений это отношение находится в достаточно узких пределах, т. е. сами сети достаточно однородны, так как сече­ ния проводов изменяются в сравнительно малых пределах. Од­ нако в случаях их параллельной работы с сетями других номи­ нальных напряжений, особенно 220 или ПО кВ, возникает настолько большая неоднородность, что в ряде случаев эта ра­ бота оказывается нецелесообразной без дополнительных меро­ приятий.

Для оценки влияния неоднородности ниже рассмотрен про­ стейший (идеализированный) частный случай. В действительно­ сти неоднородная часть сети может быть значительно сложнее и может быть подробно исследована. Однако простейший слу­ чай рассматривается намеренно для получения более отчетли­ вых и наглядных представлений.

Пусть рассматриваемая цепь состоит всего лишь из двух па­ раллельных ветвей (рис. 13-1). Через это разветвление произ-

343

Для простоты нагрузка определена задающим током /.

В соответствии с законами электротехники распределение тока нагрузки между ветвями цепи определяется значениями их полных сопротивлений

'h Z y '

Это приводит к различию токов в ветвях как по величине, так и по фазе и к превышению суммы модулей этих токов над током нагрузки. Поскольку это распределение лишь в некото­ рой степени зависит от сечений проводов, то может получиться, что ток в одной ветви дойдет до предельно допустимого по на­ греву значительно раньше, чем в другой. Таким образом, даль­ нейшее увеличение тока нагрузки окажется недопустимым, хотя по условиям работы второй ветви его можно было бы значитель­ но увеличить.

Кроме того, поскольку токи в ветвях по модулю получаются значительно большими, чем в случае однородной цепи, когда соотношение между реактивными сопротивлениями ветвей равно соотношению между их активными сопротивлениями, то в неод­ нородной сети значительно большими получаются потери актив­ ной мощности. Иными словами, разветвление в случае его неод­ нородности обладает значительно большим эквивалентным ак­ тивным сопротивлением, чем при полной однородности. Такая сеть оказывается менее экономичной при тех же значениях ак­ тивных сопротивлений ветвей.

Если предположить, что ветвь 1 представляет собой сеть низшего напряжения, а ветвь 2 — высшего, то, конечно, отдель­ но работающая ветвь 2 должна обладать соответственно значи­ тельно большей пропускной способностью по условиям нагрева проводов, чем ветвь 1. Однако при параллельной работе этих ветвей положение резко изменяется. Значительное влияние на распределение токов в ветвях оказывают реактивные сопротив­ ления ветвей, которые практически не зависят от сечений прово­ дов и напряжений. Поэтому приведенные токи в ветвях получа­ ются сравнительно близкими, т. е. сеть меньшего номинального напряжения принимает значительно большее участие в пере­ даче, чем это целесообразно по условиям экономичности и даже

344