CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1969
Том 191
ВЛИЯНИЕ ОБОБЩЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СИСТЕМ НА ПРЕДЕЛ ПЕРЕДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ ПО ДАЛЬНИМ ЛЭП ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
(ЧАСТЬ 1)
Р. И. БОРИСОВ
(Представлена кафедрой электрических систем и сетей)
Введение
Проблема увеличения дальности передачи электрической энергии трехфазным переменным током продолжает оставаться актуальной в сложившихся условиях электрификации страны. Накопленный опыт по эксплуатации и .в ¡проектировании установок трехфазного тока ¡высокого напряжения сохраняет за ними определенные преимущества для их применения с этой целью. Дальние ЛЭ,П перестали рассматриваться и использоваться только как .магистральные, призванные решать задачи транзитной передачи мощности; они .получают функции линий связи между соседними электрическими системами »и опорного источника, распределенного в [пространстве, для сплошной электрификации районов, по которым они проходят. Вместе с этим процесс объединения энергосистем, роста .их мощности, числа электростанций и узлов нагрузок, протяженности электрических сетей является не только ¡количественным по своему характеру. Этому процессу сопутствуют такие превращения, когда возникают качественно новые явления, .несвойственные ему на более ранних стадиях развития. Такими явлениями были перенапряжения ¡разных видов, проблемы устойчивости и многие другие. Несомненно, что на существующих и последующих этапах развития электроэнергетических систем этот закон сохранит аилу. Можно ожидать последствий его действия в возникновении новых явлений, которые будут существенно влиять на надежность и качественные показатели электроснабжения. Познание объективных закономерностей развития электрических систем имеет важное практическое значение, так как позволит обеспечивать это развитие по требуемым показателям электроснабжения.
В силу этого режимные вопросы совместной работы дальних линий электропередач и промежуточных электрических систем (ПЗС) продолжают сохранять важное значение. В первую очередь вопросы выбора схемы подключения (ПЭС к дальним ЛЭП, определение критериев целесообразности таких примыканий, условий и параметров регулирования в промежуточных и концевых системах, условий резервирования, совместимости режимов работы дальних ЛЭП и ПЗС и др. нуждаются в обоснованных решениях.
Постановка задачи
В этой статье излагаются материалы ¡исследований о воздействиях ПЭС на предельную по статической устойчивости 'величину передаваемой мощности. Для этой цели используются обобщенные статические характеристики .ПЭС ¡по напряжению.
Напряжение ¡в узлах подключения ПЭС будет изменяться при изменении мощности, передаваемой по линии, что может вызывать из менения мощностей у нагрузок и генераторов в промежуточной системе. Если мощность ПЭС достаточна, благоприятны статические характеристики у генераторов и ¡нагрузок или соответствующим образом выбраны регулирующие параметры ,и осуществлена их настройка, то напряжение в узле подключения ПЭС будет стабилизироваться самой системой, что должно оказывать влияние 1на предел передаваемой мощности нормального и послеаварийнопо режимов. Выбор параметров регулирования 1и их настройка должны быть произведены таким образом, чтобы обеспечивались требования совместной работы дальней ЛЭП и промежуточной системы.
Для схемы на рис. 1 изменение напряжения в узле а приведет к соответствующим изменениям напряжения и мощности узла б. Для более контрастного гвыявления влияния характеристик ПЭС примем, что связь ЛЭП с ПЭС осуществляется через автотрансформаторы без РПН. Эти ¡изменения активных и реактивных составляющих мощностей происходят в соответствии с их статическими характеристиками и приращения мощностей в целом по системе получаются неодинако-вые. Мощность небаланса будет уменьшать отклонение угла между э. д. с. передающей и приемной систем при изменении режима магистральной ЛЭП и снижении напряжения. Следовательно, можно сформулировать задачу отыскания нужных параметров, по которым следует производить регулирование, для обеспечения наибольшего значения передаваемой мощности. Расчет передаваемой мощности по статической устойчивости с учетом ПЭС через обобщенные статические характеристики является предпочтительным, так как позволяет ответить на поставленную задачу в явном и простом виде.
Методика исследования
*
Мощности генераторов [ПЭС (рис. 1) являются функциями трех переменных — э. д. е., напряжения на выводах (и) и угла между ними, а мощности нагрузки зависят только от напряжения:
Рг=Рг(Е, и, 6),
<Зг=<Эг(Е, и, б), -Рн = Рн (и),
Приращения мощностей связаны с приращениями переменных известными соотношениями:
ЛРг = ^ ДЕ + £ 4и + £ д8,
^ - £ ае + & + $ №
ао. - $ ад,
Рис. 1. Схема присоединения промежуточной системы.
Изменения мощностей у генераторов и нагрузки оказываются разными. Для благоприятного воздействия на статическую устойчивость следует выбор параметров регулирования и их настройку осуществлять так, чтобы при понижениях 'напряжения снижения составляющих мощностей генераторов были меньше, чем у нагрузки. Тогда возникает нужный небаланс избытка. Он будет еще больше, если при понижении напряжения составляющие мощности генераторов ПЭС будут возрастать.
дрс = Т- ДРГ + ЛРН1
Д<3с = + А<3г + ¿Он-По приращениям мощностей и напряжения могут быть найдены требуемые изменения э.д. с. и угла.
где
тогда
(ЭР Г <ж ДЕ + ^ ДО + - ДРС,
дЕ ДЕ + ди + &48+ Аи =
- Л ™
- ** Л. -
Р, = ДРС - Ди
Р2 = ДРС - ^- ¿и А '
АЕ = Д - и До = Да Д '
дРг дРг
дЕ дЬ
¿ОгдОг
дЕ дЬ
Результаты по определению приращений параметров режима промежуточной системы при разных условиях регулирования представлены в табл. 1.
Приращения параметров режима ПЭС, найденные из условий работы магистральной ЛЭП, не должны противоречить требованиям поддержания напряжения у потребителей, экономичности и другим техническим условиям внутри ПЭС, т. е. возможности реализации нужных условий регулирования должны быть совместимы с работой потребителей и генераторов ПЗС.
Далее зависимости ДРС (Диб) и ¿^Зс (А11б) должны быть пересчитаны непосредственно к узлу подключения ПЭС с учетом продольной и поперечной составляющей потерь напряжения.
Были произведены расчеты для условий 1, 2 и 7 по определению предела передаваемой мощности линии без потерь длиной 1000 км, ин='500 кв7 с промежуточным присоединением в центре, работающей без перепада напряжений (рис. 2).
На первом этапе расчетов ПЭС предполагалась сбалансированной, определялся идеальный предел мощности, поток уравнительной мощности и напряжение в середине линии. На втором этапе по соответствующей статической характеристике находились мощности небаланса и параметры промежуточного присоединения, собственные и взаимные сопротивления схемы, мощности конца и напряжение в узле подключения ПЭС. Далее расчеты повторялись до схождения результатов по напряжению в узле подключения ПЭС.
Итоги и выводы
Результаты расчетов по первому способу регулирования,представлены на рис. 3 (№ 1), мощность 1,16 РНат является пределом для линии без учета ПЭС. Расчеты проводились для мощности промежуточной системы, равной 0,2; -0,4; 0,6 от натуральной мощности линии. Мощность 'автотрансформатора связи принималась равной требуемой резервной мощности ПЭС (0,1 Э ПЭС).
По второму способу регулирования результаты представлены на рис. 3 (№ 2). Совместно с 3 (№ 1) они позволяют судить о том, что влияние на предел передаваемой по линии естественных статических характеристик нагрузок ПЭС оказывается незначительным. Влияние получается более заметным при большей мощности ПЭС и соответствующем воздействии на генераторы и синхронные 'компенсаторы ПЭС и компенсации реактивности автотрансформатора связи.
Так, регулирование по способу № 7 табл. 1 дает:
7а При ди= —0,1 ДРг=0Д и Д<2Г=0,1
Эпас =0,6 Бпэс = 0,6 Эпос =0,6 Эт=0,06 Бт=0,1в хт=0 Рпред" 1,22 Рпред = '1»25 Рпред = 1,27.
76 При ди=-0,1 ДР=0,2 и Дд-0,2
5пэс = 0,4; хт = 0; Рпред = 1,416.
Увеличение предела передаваемой мощности для условий 76 составляет 23 проц.
где
Р ¿Рг А ¿Ргр дЕ ^ . л
р ^г Рз ¿В дёРз ; Д _
Таблица 1
к Условия Приращения параметров режима
с £ регули-рова ия ДРГ AQr AE A3 APC AQc
1 Рг = const; Qr = const 0 0 J, (e -2Ucoso)AU ~ sinSAU e £ AU <?U
2 Е = const; Рг = const 0 ( e 2u и am ----—coso UU V x x ) 0 - Jp tgSAU AQH+AQr
3 Е = const; Qr = const; 0 0 (e ' sin§+ U ctgsjxAU|APH+ APr ^Qh ди dV au
4 8 == const; Pr = const; 0 2U ди X - AU 0 ДРН AQ„+AQr
5 8 = const; Qr = const: 2U tgSAU х s i 0 l ( U +cL)iU 0 ДР„+ДРг AQH
6 ДРГ = APH; AQr = AQ„; AP„ AQh 1 0 0
7 ДРГ > 0; AQr > 0 — — Д, Д a2 A APH+ АРГ AQH+ AQr
и,
л=зо
л» з о
иг
ьРШ
Рис. 2. Условия примера.
РпреЭ.
8пэс
Рис. 3. Результаты расчетов по первому, второму и седьмому способам регулирования.
