CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1969
Том 191
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛИРУЮЩИХ ЭФФЕКТОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ НА СТАТИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ ДАЛЬНИХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
Ю. В. ХРУЩЕВ, В. И. ГОТМАН
(Представлена научным семинаром кафедр электрических станций и электрических сетей и систем)
По принятому плану электрификации страны предполагается осуществлять передачу больших количеств электроэнергии в Европейскую часть из восточных районов страны по линиям передач постоянного тока напряжением 1,5 млн. в и переменного тока 750 кв. Линии переменного тока неизбежно при этом будут (выполнять роль межсистемных связей между соседними электроэнергетическими системами. В силу этого режимные вопросы совместной работы дальних электропередач и промежуточных электросистем приобретают [важное значение. Более того, предполагается воспользоваться благоприятным воздействием промежуточных электросистем на режимы дальних ЛЭП и расширить возможности передачи энергии переменным током высокого напряжения.
Возможность и целесообразность осуществления совместной работы дальних электропередач и промежуточных электросистем требует проведения комплексных исследований. В настоящей статье рассматривается только один вопрос этой проблемы — влияние различных законов изменения обменной мощности между промежуточной электросистемой и дальней электропередачей на апериодическую устойчивость удаленной генераторной станции. В целях упрощения расчетов промежуточная электросистема предполагается сбалансированной по активной и реактивной мощности при номинальном напряжении на шинах среднего напряжения автотрансформатора связи Т2 (рис. 1). В этом случае, очевидно, влияние регулирующих эффектов по напряжению в точке примыкания может быть полностью исключено только при плавном и безынерционном регулировании. При помощи РПН реального автотрансформатора можно осуществлять, как известно, только ступенчатое регулирование напряжения. Поэтому в каждом конкретном установившемся режиме влияние РПН автотрансформатора связи не будет сказываться, и при оценке апериодической устойчивости дальней
дР
электропередачи по практическому критерию следует учитывать
реальные регулирующие эффекты промежуточной электросистемы. Ес-
дР
ли последние таковы, что производная увеличивает свое значение,
то, очевидно, можно говорить о благоприятном воздействии регулирую-
8. Заказ 907.
113
щих эффектов промежуточной электросистемы на апериодическую устойчивость дальней ЛЭП.
При упрощенном учете АРВ генераторов удаленной электростанции Г} и при отсутствии регулирующих эффектов сбалансированной промежуточной электросистемы для схемы (рис. 1) будет справедливым следующее уравнение малых колебаний [1].
Т^Дб^БЕхбАв^О, (1)
где Т] —постоянная инерции;
Бвхб — синхронизирующий момент, определенный при постоянстве э.д. с. генератора, приложенной за некоторым сопротивлением х.
При учете характеристик промежуточной электросистемы уравнение малых колебаний роторов может быть записано в несколько ином виде [1, 2]:
+ "ЙГ ] Ао* + ЖГ Аоа ^ ~оиГ ' (2)
Последнее уравнение следует дополнить уравнениями баланса активной и реактивной мощности в точке примыкания:
АР.м + АРао + АРС ^ 0 }
АОа, + А<3\0 + Д<5с = О Г
Выразив приращения мощностей АР и Ар в последних уравнениях через отклонения параметров ДиА, А6а, А6ь получим уравнения баланса в следующем виде:
дР
А]
Р1
I ] диА = о
/
(4)
где
2 у,
с?зА дьА +
СШа^О'А 1' диА
д<2 = дС^м ^ д Од о ддА <58А 1 сЗод
11о
0Ъ Т Рейс
Рис. 1. Схема электропередачи.
£
диА
¿Оао
д\]
ди.
Через Крй, Кри, Кдб, Кои обозначены регулирующие эффекты активной и реактивной мощности промежуточной электросистемы по углу и модулю вектора напряжения иА-
Исключая из системы уравнений (2) и (4) переменные Лбд и ЛиА, получим уравнение движения роторов в следующем виде:
аоТ;Р2Дб1+а2Лб1 = 0,
(5)
где
а,
+ КРи
Ка1
Сопоставляя уравнения (1) и (5), находим, что синхронизирующий момент линии с учетом регулирующих эффектов промежуточной электросистемы равен отношению коэффициентов а2 и а0.
Ехо
а2
31
(6)
Выясним, каким образом влияет каждый из регулирующих эффектов в отдельности на синхронизирующий момент Бех6- Для примера рассмотрим дальнюю электропередачу без потерь длиной /=1200, 2400 и 3600 км. Напряжения по концам считаются постоянными и равными номинальному, промежуточная электросистема подключена в середине линии (рис. 1).
Результаты расчетов для натурального режима представлены на рис. 2, 3, 4. На этих рисунках выделены области благоприятного воздействия регулирующих эффектов (сплошные линии) и области неблагоприятного воздействия (штриховые линии). Характерно, что зависимости Зщб^МКои) и 5^6= Ы-Крв) (Ри>с- 2, 3) имеют вид гиперболических кривых с двумя ветвями, причем для линий длиной менее 3000 км одна из ветвей полностью расположена в области отрицательных значений регулирующих эффектов Крб и Кди и благоприятно воздействует на синхронирующий момент Эи^б- Вторые ветви этих кривых только при положительных значениях регулирующих эффектов увеличивают синхронизирующий момент. Области неблагоприятного влияния сокращаются по мере приближения длины линии к 3000 км и находятся в следующих пределах:
0 > Кро>
дР
диА
др дЪА
дР
доА
_дО_
диА
д(3
Рис. 2. Зависимости Би^^^Кди) при Р*1=Р,.2=1, Х\=Х< 1 — 1=1200 км; 2—1=2400 км; 3 — 1-3600 км
0 < Кди>
ар д и,
дйд
ЬЛ дР
дЪ,
дО сШл
ар
азА
ЗАВИСИМОСТИ 5и1б = ^(;Кри) И $1Пб = М"К(2б) при принятых условиях совпадают и выражены прямыми линиями (рис. 4).
Для линий /<3000 км благоприятное воздействие оказывают отрицательные значения регулирующих эффектов Кри и Коб- Воздействие этих эффектов усиливается при приближении длины линии к /=3000 км..
Для линий длиной />-3000 км все регулирующие эффекты оказывают в -некотором смысле обратное воздействие по отношению к линиям длиной /<3000 км.
Так для линии /=3600 км регулирующие эффекты Крб и оказывают отрицательное влияние практически при всех их значениях (рис. 3), за исключением небольшого участка, расположенного на положительной полуоси. Регулирующие эффекты Кри и Кс>б увеличивают синхронизирующий момент при положительных своих значениях. В этом случае может оказаться целесообразным подключение линий к нагрузочным узлам промежуточных электросистем, которые, как известно, обладают положительными регулирующими эффектами активной мощности по напряжению.
/7иЯ
е
1—i =1200 км; 2—i=2400 км; 3-i=3600 км.
Рис. 4. Зависимости 5и1£=^з(Кри) и Зи^^/ДКдо ) при Р*1^Р,?=1;
у _
I2— 1 = 1.200 км; 2 — 1=2400 км; 3 — 1=3600 км.
ЛИТЕРАТУРА 1
1. В. А. Веников. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. «Энергия», 1964.
2. Л. В. Цукерник. Анализ матрицы коэффициентов уравнений возмущенного движения сложной энергетической системы и определение порядка характеристического уравнения. Сборник трудов института электротехники, вып. 16. Изд. АН УССР, 1959.
3. В. А. Веников, Л. В. Жуков. Регулирование режима электрических систем и дальних электропередач и повышение их устойчивости при помощи управляемых статических ИРМ. Электричество, № 6, 1967.
