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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 164

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

допустимости по нагреву проводов. Наоборот, ветвь 2, т. е. сеть высшего номинального напряжения, оказывается плохо загру­ женной. Ее загрузка ограничивается пределом нагрузки ветви 1 по условиям нагрева ее проводов.

Получается нежелательное явление: провода сети низшего напряжения нагружены до предела в то время, как провода сети высшего загружены слабо и не могут быть загружены больше, так как это привело бы к перегрузке проводов сети низшего на­ пряжения. Увеличение тока нагрузки всего разветвления лими­ тируется условиями нагрева проводов сети низшего напряжения. Сеть высшего напряжения не выполняет своих функций только по той причине, что она работает параллельно с сетью низшего напряжения. Инженерные требования находятся в противоречии с законами электротехники. Причина — неоднородность сети.

Ниже дается количественная оценка данного явления. Пусть для ветви 1 ток І\ является предельно допустимым по условиям нагрева проводов. Тогда ток для всего разветвления ограничи­ вается величиной

Zz

Если для простоты принять, что активные сопротивления вет­ вей одинаковы

R\ = Ri = R,

то получается:

J

1 + h .

 

4+(ёі + У 2 _ ,

 

 

 

h

1

- 1 - /

1+Él

На рис. 13-2 показаны графики зависимости дополнительной пропускной способности, обусловленной наличием второй ветви, от величины | 2:

-'1f - 1 = / ( У

при разных значениях £і.

Отсюда видно, что вторая ветвь увеличивает пропускную спо­ собность вдвое только при однородной сети. Неоднородность рез­ ко снижает роль второй ветви из-за принудительного распреде­ ления токов между ветвями. Так, например, если £ц = 4, а І2=10, то пропускная способность всего разветвления получается на 29% ниже желаемой (получаемой при однородной сети). Если при проектировании на это не обратить внимания, то в условиях эксплуатации сеть окажется в трудном положении.

Аналогичное явление получается и в отношении экономично­ сти. Ниже дается подобная количественная оценка снижения экономичности вследствие неоднородности. Эквивалентное ак­

345



Рис. 13-2. График увеличения пропускной

Рис. 13-3. График относительного увеличе­

способности, обусловленного параллельной

ния активного сопротивления разветвления

ветвью, в зависимости от степени неодно­

в зависимости от степени неоднородности

родности цепи.

цепи.

тивное сопротивление разветвления определяется следующим образом:

R э = R e - - x- a .

і \ + U

При тех же условиях, т. е. при R i = R 2 , получается:

АЯ* = - f Re

*\

Z -L + Z 2

4 + (il + Й2)2

На рис. 13-3 показаны графики зависимости относительного увеличения активного сопротивления разветвления от значе­ ния

АЯ* = /(У

при разных значениях Приведенные графики показывают значительную зависимость

добавочного активного сопротивления разветвления, обусловлен­ ного неоднородностью. При этом видно значительное влияние даже сравнительно небольшой неоднородности. При прежних условиях (|і = 4 и ^2= Ю) потери должны увеличиться на 18%.

13-2 ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ РАБОТЫ НЕОДНОРОДНЫХ ЗАМКНУТЫХ СЕТЕЙ

Полученные результаты показывают, что при проектировании электриче­ ских сетей сверхвысоких номинальных напряжений необходимо тщательно проверять условия их работы, если они оказываются связанными в нескольких местах с сетями ПО и 220 кВ. В тех случаях, когда условия совместной работы получаются неудачными, следует выяснить целесообразность их улучшения путем применения соответствующих мероприятий.

346


Известны следующие мероприятия, позволяющие повысить технико-эко­ номические показатели неоднородных замкнутых сетей: деление сети низшего напряжения, применение вольтодобавочных агрегатов с продольно-поперечным регулированием э. д. с. и включение устройств продольно-емкостной компен­ сации в сеть высшего номинального напряжения. Ниже более подробно рас­ сматриваются перечисленные мероприятия.

Д е л е н и е с е т и низшего номинального напряжения является наиболее простым мероприятием, не требующим значительных дополнительных за­ трат, но нуждается в проверке допустимости его применения. Деление сети приводит к устранению влияния неоднородности в данной части сети на про­ пускную способность, а при правильном выборе мест деления одновременно позволяет и повысить экономичность работы сети.

Надежность электроснабжения потребителей по разделенной сети низ­ шего напряжения можно оставить приблизительно на прежнем уровне. Для этого достаточно применить устройства АВР, автоматически включающие резервное питание при потере основного. Допустимость кратковременного перерыва питания на время работы АВР должна быть проверена дополнительно.

Недостатком этого мероприятия является заметное увеличение потерь реактивной мощности в сети. Это обусловлено тем, что распределение нагру­ зок в сети считается более выгодным, когда оно снижает потери активной мощности; в неоднородной сети при этом большие токи получаются в ветвях с большими реактивными сопротивлениями. При определении наивыгодней­ шего решения поэтому приходится считаться с дополнительными затратами па компенсирующие устройства.

Условия устойчивости работы электрической системы оказываются более сложными. Если пропускная способность данной сети до ее деления опреде­ лялась только условиями нагрева проводов сети меньшего номинального на­ пряжения, то после деления пропускная способность сети может быть повы­ шена. При этом нагрузка сети большего номинального напряжения может быть увеличена до предельно допустимой по условиям устойчивости, так как ограничение по сети меньшего номинального напряжения устранено.

Если ограничение по условиям устойчивости оказывается существенным, т. е. если сеть в целом обладает сравнительно большим эквивалентным реак­ тивным сопротивлением, то деление сети является нецелесообразным или да­ же недопустимым. При этом параллельная сеть меньшего напряжения в не­

которой мере снижает эквивалентное реактивное сопротивление сети в

це­

лом и ее деление приводит к дальнейшему увеличению этого

сопротивления,

т. е. к ухудшению условий устойчивости.

например,

де­

Обычно приходится считаться и с другими явлениями. Так,

ление сети может привести к некоторому ухудшению режима напряжений. Деление сети в желаемом месте не всегда удается обеспечить при выбранных схемах соединений подстанций и заданных значениях нагрузок. Наивыгодней­ шее деление сети по условиям экономичности ее работы может оказаться в разных местах — в зависимости от рабочего режима; деление в одном месте может приводить к улучшению одних режимов и к ухудшению других.

К положительным явлениям можно отнести также снижение значений то­ ков короткого замыкания в сетях, особенно в сети низшего напряжения. Это дает возможность облегчить коммутационную аппаратуру и, в частности, вы­ ключатели, а следовательно, соответственно удешевить решение. В некоторых случаях такое решение оказывается вынужденным.

П р и м е н е н и е в о л ь т о д о б а в о ч н ы х т р а н с ф о р м а т о р о в (агрегатов) имеет свои преимущества: не приходится производить деление се­ ти, если это не требуется по другим соображениям, в большей мере можно приблизить распределение нагрузок в сети к экономически наивыгоднейшему в любом рабочем режиме; в отдельных случаях можно использовать вольто­ добавочные трансформаторы для регулирования уровня напряжения в сети низшего напряжения из соображений дальнейшего повышения экономичности ее работы.

Однако более существенными оказываются и недостатки. Так, в еще большей степени происходит увеличение потерь реактивной мощности, тре­

347


бующее увеличения мощности дополнительных компенсирующих устройств. Дополнительные расходы требуются в связи с необходимостью изготовления, установки и эксплуатации самих вольтодобавочиых трансформаторов с автоматическим регулированием продольной и поперечной э. д. с. под на­ грузкой.

Важно отметить, что для обеспечения иаивыгоднейшего распределения на­ грузок в сети требуется изменение значения продольной и поперечной э. д. с. вольтодобавочных трансформаторов в зависимости от значений нагрузок под­ станций. Для этого требуется текущий контроль за рабочим режимом сети и автоматическое воздействие на соответствующие переключающие устройства.

В случаях сложных сетей такие системы автоматического регулирования получаются достаточно сложными, до настоящего времени еще не вполне разработанными. В общем случае эта система должна входить в общую си­ стему автоматического ведения рабочего режима по условиям экономичности работы всей объединенной энергосистемы в целом.

Поскольку сами вольтодобавочные трансформаторы обладают сравни­ тельно малыми сопротивлениями, а сеть остается замкнутой, то заметного изменения значений токов короткого замыкания в данном случае не получа­ ется (по сравнению со случаем отсутствия вольтодобавочных трансформато­ ров). Сравнительно мало изменяются и условия устойчивости электрической системы, хотя пропускная способность сети в большей мере приближается к предельной по условиям устойчивости. Если она до применения вольтодо­ бавочных трансформаторов определялась условиями устойчивости, то после их введения целесообразно провести дополнительные мероприятия по увели­ чению мощности предельного режима.

До настоящего времени отечественная электротехническая промышлен­ ность не изготовляла вольтодобавочных трансформаторов с продольно-попереч­ ным регулированием э. д. с. В существующих сетях имеется сравнительно ма­ лое количество таких вольтодобавочных трансформаторов и регулирование их э. д. с. производится в основном вручную. Поэтому в настоящее время дан­ ное мероприятие приходится признать труднее выполнимым, чем деление сети (там, где последнее является возможным).

При отсутствии системы автоматического регулирования э. д. с. вольто­ добавочных трансформаторов некоторое повышение экономичности работы не­ однородной замкнутой сети возможно путем ручного управления. Для этого по данным о нагрузках сети надо произвести расчет наивыгоднейшего распре­ деления активной (в основном) мощности в сети, определить соответствую­ щие значения э. д. с. и произвести их изменение, если они не соответствуют установленным. Такие расчеты можно выполнить для всех характерных ре­ жимов и осуществить программное управление.

Практически могут применяться вольтодобавочные трансформаторы раз­

ных конструкций: с раздельным

регулированием

продольной и поперечной

э. д. с., с регулированием

э. д. с.,

обладающей определенным аргументом (на­

пример, 60 эл. град.),

с регулированием только

одной поперечной э. д. с.

Эти трансформаторы обходятся дешевле, но не обеспечивают полного эффек­ та. Естественно, что наивыгоднейшее решение может быть получено только путем технико-экономического расчета. В некоторых случаях могут оказаться выгодными даже вольтодобавочные трансформаторы с неизменным значением э. д. с. (без регулирующего устройства), если нагрузки изменяются сравни­ тельно мало.

Для полного устранения влияния неоднородности замкнутой сети в прин­ ципе следовало бы включать вольтодобавочные трансформаторы во все не­ зависимые контуры. Однако экономически более оправданным оказывается применение меньшего количества трансформаторов. Обычно каждый последу­ ющий трансформатор приводит к относительно меньшему экономическому эффекту.

Применение небольшого количества вольтодобавочных трансформаторов обычно экономически оправдывается уже только за счет эффекта снижения потерь энергии в сети. При этом важно правильно выбрать места их уста-

348