Применение реакторов при повышении устойчивости. Аварийное управление мощностью турбин электростанций. Форсировка возбуждения синхронных машин. Отключение части синхронных машин в аварийном режиме, страница 4

Поскольку индуктивное сопротивление (Хл) возрастает с увеличением длины линии (Хл=Хо*L)то значение предельной по условиям статической устойчивости передаваемой мощности существенно уменьшается. Стоимость же линий с увеличением длины, наоборот, увеличивается и относительно быстро достигает экономического предела дальности электропередачи. Поэтому проблема устойчивости является одним из основных факторов, ограничивающих дальность передачи энергии переменным током. Это заставляет уделять особое внимание средствам повышения устойчивости систем электропередач большой пропускной способности.

В настоящее время для уменьшения реактивного сопротивления линий применяется расщепление ее фаз на несколько проводов. Особенно эффективно расцепление фазы на 2 и 3 провода (рис.1.15). Дальнейшее расщепление не приводит к значительному снижению индуктивного сопротивления линий, однако для линий сверхвысокого напряжения оно применяется. Так для линий электропередачи II50 кВ принято расщепление на 8 или II проводов. При этом удельное сопротивление составляет соответственно 0,26 и 0,19 Ом/км. Следует иметь ввиду, что расщепление проводов применяется не только для повышения устойчивости, а главным образом направлено на уменьшение потерь мощности и энергии на корону.

Пропускная способность системы электропередачи в большой мере зависит от напряжения линии. Для выявления этой зависимости выразим реактивные сопротивления трансформатора и линии в относительных единицах, принимая U_d=U_{н л}.

Как видно из уравнения (1.14), повышение номинального напряжения линии будет приводить к увеличению пропускной способности системы электропередачи. На рис. 1.16 показано изменение Рпр при изменении величины номинального напряжения линии. Построенные зависимости показывают, что при длине линии 200 км повышение напряжения до 220 кВ приводит к существенному увеличению пропускной способности электропередачи. Дальнейшее повышение напряжения является мало эффективным, т.к. относительное сопротивление линии становится малым по сравнению с сопротивлением трансформаторов. При большей длине линии эффективно большее увеличение напряжения линии (при L=1000 км до 330 кВ).

Продольная емкостная компенсация

Устойчивость систем электропередач может быть значительно увеличена путем последовательного включения в линию устройств продольной емкостной компенсации (УПК), выполненных в виде конденсаторных батарей (рис. 2.1).

Если не учитывать потери и распределенность параметров линии, то ее эквивалентное сопротивление с УПК определяется выражением

При наличии на генераторе АРВ сильного действия предельная мощность рассматриваемой систему электропередачи с УПК равна

Таким образом, увеличение пропускной способности зависит от степени компенсации - чем она выше, тем больше амплитуда характеристики мощности. Однако увеличение степени компенсации может привести к значительному увеличению токов к.з., усложнению защиты линий. Исходя из этих условий степень компенсации индуктивности линий не должна превышать 50-70%.

При небольших длинах и номинальных напряжениях линии место установки УПК практически не оказывает влияния на ее эффективность. Для дальних линий электропередач высокого напряжения эффективность УПК по увеличению пропускной способности зависит от места расположения компенсирующих устройств на линии, величины включенных в линию реакторов и т.д.

Для повышения устойчивости систем алектропередач с УПК используется режим форсировки компенсации, т.е. автоматического увеличения индуктивного сопротивления линии в аварийных режимах. Так, например, при отключении линии Л-I форсировка УПК осуществляется путем отключения части конденсаторов выключателем BI (рис. 2.2а) или путем включения части конденсаторов, нормально эащунтированных выключателем В2 (рис.2.2б). В обоих вариантах емкостное сопротивление Хс УПК увеличивается, а эквивалентное сопротивление линии, равное разности между индуктивными сопротивлениями, уменьшается