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

Важно отметить, что величина Р дко должна соответствовать фактическому состоянию погоды. В одних условиях погоды наивыгодиейшим оказывается один уровень напряжения, а в дру­ гих— другой при одних и тех же нагрузках сети. Ухудшение по­ годы приводит к целесообразности снижения уровня напряжения. Естественно, что такое изменение можно производить только в том случае, если оно допустимо по другим условиям — устой­ чивости работы электрической системы, токовым нагрузкам и ре­ жиму работы сети в целом.

Следует напомнить, что под уровнем напряжения понимает­ ся некоторая средняя величина напряжения в сети. Изменять уровень напряжения можно только тогда, когда данная часть сети со всех сторон (на границах) имеет регулируемые коэффи­ циенты трансформации или генераторы, соединенные в блоки с трансформаторами. Добавка уровня напряжения производит­ ся практически одновременным изменением всех указанных ко­ эффициентов трансформации.

Нетрудно видеть, что указанная операция приводит только к изменению уровня напряжения в данной части сети; в трансформаторно связанных сетях режим напряжений остается неиз­ менным. Практически в них неизменными остаются также и зна­ чения токов и активной и реактивной мощности. Последнее может оказаться неправильным, если изменение уровня напряже­ ния произведено в достаточно большом размере. Тогда нужно учитывать изменение экономичности работы соответствующей сети.

напряжений во всех пунктах сети (в связи с наличием в них электрических аппаратов и трансформаторов, а также из-за до­ полнительных требований по условиям регулирования напряже­ ния в соответствующих распределительных сетях), а также зна­ чения реактивной мощности, которые должны находиться в пре­ делах располагаемых величин.

Градиентный метод заключается в следующем. За исходное принимается одно из допустимых решений, т. е. рабочий режим, приемлемый по его параметрам. Для всех узлов с регулируемы­ ми значениями генерируемой или потребляемой реактивной мощ­ ности определяются производные функции суммарных потерь активной мощности в сети по величине генерируемой реактивной мощности. Полученные значения производных уже дают пред­ ставление о целесообразности изменения ранее полученных (ис­

ходных) значений реактивной мощности по узлам. Положитель­ ная производная свидетельствует о целесообразности снижения генерируемой реактивной мощности в данном узле, а отрица­ тельная— о целесообразности ее увеличения.

Изменение в нужных направлениях величин генерируемой реактивной мощности в тех узлах, для которых получены наи­ большие значения производных, должно приводить к повыше­ нию экономичности рабочего режима. Изменение величин долж­ но быть сравнительно небольшим, так как заранее неизвестно, как это повлияет на параметры режима и на значения производ­ ных. Поэтому после выполнения указанного изменения следует выполнить расчет рабочего режима при новых значениях генери­ руемой реактивной мощности и вновь определить значения про­ изводных по тем же узлам. Если ограничений еще нет, то та же операция продолжается: производится новое изменение значений генерируемой реактивной мощности, определяется рабочий ре­ жим и вычисляются производные. Происходит постепенное дви­ жение к наивыгоднейшему режиму.

Порядок расчета нарушается, если обнаруживается, что на­ кладывается ограничение. В том случае, если ограничение накла­ дывается на величину реактивной мощности (исчерпана вся рас­ полагаемая мощность или отключены все имеющиеся компенси­ рующие устройства), то соответственно уменьшается число переменных: в соответствующих узлах реактивная мощность при­ нимается постоянной величиной.

Несколько сложнее обстоит дело в том случае, если наклады­ вается ограничение по величине напряжения в каком-либо пунк­ те сети. Тогда число степеней свободы снижается на единицу путем наложения дополнительного условия на искомые значения генерируемой реактивной мощности: увеличение ее в одном ме­ сте, приводящее к повышению напряжения, которое оказывается уже предельно допустимым, должно сопровождаться снижением ее в других местах настолько, чтобы ограничение было выпол­ нено.

Практически число степеней свободы должно уменьшаться достаточно быстро, так как в силу вступают ограничения как по значениям напряжений, так и значениям располагаемой реак­ тивной мощности. Решение считается законченным, если число степеней свободы дошло до нуля. Полученный рабочий режим считается наивыгоднейшим (при данных значениях нагрузок, па­ раметрах сети и ограничениях).

В современных сетях сверхвысокого напряжения шаг изме­ нения генерируемой реактивной мощности можно принимать около 20 Мвар. Расчет целесообразно выполнять с помощью ЦВМ. Ниже приведен возможный алгоритм расчета. При этом предполагаются заданными значения полной мощности по уз­ лам. В случае необходимости эти значения могут быть исправле­ ны в ходе расчета.

394

За исходное принимается формула для определения потерь активной мощности в сети

Р А = Re (J,Zi) = J,R i.

где

л . л

J = Uä S

при

s = - SH+ /QK

и

и = U, + ZJ.

Матрица производных может быть получена одновременно для всех узлов схемы с задающими токами

аРд

= J ,R j + JÄR j' = PÄ.

dQ{

После выполнения всех необходимых преобразований с неко­ торыми допущениями получается формула, пригодная для вы­ полнения расчета с помощью ЦВМ:

p ; = _ 2 R e ( Ü - i RU-1),

где элементы матрицы QK предполагаются сравнительно малы­ ми, приводящими к незначительному изменению элементов ма­

трицы U (что и принято в качестве допущения).

На ЦВМ может быть возложена и операция приближения ис­ ходного рабочего режима к наивыгоднейшему при выбранном шаге с наложением ограничений. Дополнительных пояснений требует наложение ограничений по значениям напряжений в уз­ лах сети.

Изменение значений генерируемой реактивной мощности, предположенное на данном этапе расчета, вызывает следую­ щее изменение напряжений в узлах сети:

AÜ = /ц) AQK.

Если значения напряжений

и = и, + /и; до , = е, (Ц, + И /и , ДО,)-

* Здесь матрица е (диагональная) определяет фазы узловых напряжений.

в некоторых узлах сети оказываются при этом ограниченными, то следует предположить

О I = № і О

Ач«І lk„iy до«Г

откуда определяется соотношение между значениями AQ:

Ä Q o = - r a - , UOKAQK= CKAQll.

Поскольку при этом изменяются и потери активной мощно­ сти в сети, то должна быть внесена поправка в значения произ­ водных

Рд= 2Re [U“1RU” 1(1 + С Н)].

Наивыгоднейшим является такое решение, при котором зна­ чение производной получается наибольшим отрицательным, ес­ ли изменение реактивной мощности в соответствующем другом узле оказывается допустимым при заданных ограничениях по мощности. В противном случае число степеней свободы еще со­ кращается за счет вынужденного изменения реактивной мощно­ сти еще в одном или нескольких узлах.

Данная логическая операция также может быть возложена на ЦВМ. Как видно, ограничения по напряжению приводят к до­ статочно быстрому снижению числа степеней свободы и опреде­ лению наивыгоднейшего рабочего режима.

Практически очень важно уже при проектировании сети сверхвысокого напряжения учесть возможности повышения эко­ номичности работы всей электрической системы в дальнейшем, в процессе ее эксплуатации, при введении этой сети в действие. Существенно, что, как правило, при этом обнаруживается воз­ можность уверенного обоснования выбора основных параметров отдельных линий сети или регулирующих и компенсирующих устройств, так как при этом более полно учитываются возмож­ ности повышения экономичности всей энергосистемы в целом.

Так, в ряде случаев может оказаться выгодным увеличение расчетной пропускной способности той или иной электропереда­ чи или установка дополнительного регулирующего устройства, так как достигаемая при этом экономия оправдывает соответ­ ствующие дополнительные затраты.

Наоборот, может оказаться, что установка какого-либо ком­ пенсирующего устройства в действительности не оправдывается, хотя его применение представляется на первый взгляд целесо­ образным.

396

Глава шестнадцатая

НЕ С И М М Е Т Р И Ч Н Ы Е

РЕ Ж И М Ы

Р А Б О Т Ы С Е Т Е Й

16-1 ПРИЧИНЫ

ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основными причинами возникно­ вения несимметричных режимов работы электросетей сверхвы­ соких напряжений являются: наличие крупных несимметричных нагрузок, различие параметров фаз у отдельных элементов се­ ти и неполнофазная работа отдельных устройств. В общем слу­ чае все эти причины могут существовать одновременно. В той или иной мере первые две причины существуют практически всегда. Поэтому, строго говоря, рабочие режимы электросети всегда несимметричны. Однако степень несимметрии при этом обычно получается сравнительно небольшой, допустимой, не ме­ шающей рассматривать рабочий режим приблизительно как сим­ метричный. Вместе с тем получаемая несимметрия параметров режима должна проверяться как при проектировании, так и в условиях эксплуатации. Во всяком случае она всегда ухудшает технико-экономические показатели работы сети.

Значительно большую несимметрию параметров режима обычно вызывает неполнофазная работа отдельных элементов сети. В большинстве случаев такие условия возникают в послеаварийных режимах — при неполнофазном управлении линия­ ми, трансформаторами, реакторами, конденсаторами. Во многих случаях такие режимы оказываются недопустимыми, поэтому неполнофазное управление в сетях сверхвысоких напряжении еще не получило достаточно широкого применения, хотя практи­ чески имеет большое положительное значение.

В настоящее время несимметричные нагрузки могут иметь достаточно большую мощность. Так, например, тяговые нагруз­ ки на подстанциях, от которых получают питание контактные сети переменного тока промышленной частоты, могут достигать 50 МВт и более. Эти нагрузки по существу являются двухфазны­

397